(12) Oversettelse av europeisk patentskrift

Transkript

1 (12) Oversettelse av europeisk patentskrift (11) NO/EP B1 (19) NO NORGE (1) Int Cl. F24J 2/04 (06.01) Patentstyret (21) Oversettelse publisert (80) Dato for Den Europeiske Patentmyndighets publisering av det meddelte patentet (86) Europeisk søknadsnr (86) Europeisk innleveringsdag (87) Den europeiske søknadens Publiseringsdato () Prioritet , DE, (84) Utpekte stater AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR (73) Innehaver Dachziegelwerke Nelskamp GmbH, Waldweg 6, 4614 Schermbeck, Tyskland (72) Oppfinner Indenklef, Jürgen, Hohe Wiese 11, 4639 Dinslaken, Tyskland Kollenbach, Carsten, Dickerstrasse 69, 4639 Dinslaken, Tyskland (74) Fullmektig Oslo Patentkontor AS, Postboks 7007 Majorstua, 06 OSLO, Norge (4) Benevnelse System for absorpsjon av omgivelsesvarme gjennom taket i et hus (6) Anførte publikasjoner AT-B DE-A DE-A DE-U EP-A US-A US-A

2 1 Beskrivelse Oppfinnelsen vedrører et system for absorpsjon av omgivelsesvarme, særlig ved hjelp av taksteiner fremstilt av leire eller betong, for ytterligere energibenyttelse, for eksempel av et hus. Ved siden av andre fornybare energiformer har det i lang tid vært kjent å benytte strålingsenergien fra solen til å dekke energibehovet. Ved denne teknikken absorberes den innkommende strålingsenergien fra solen av solkollektorer og omdannes til varme. På de tilsvarende takflatene rettet mot solen anordnes plateliknende kollektorer over store flater, hvor et teknisk kostbart brukssystem er etterinnkoplet. En vesentlig ulempe med en slik teknikk er at solkollektorene som i alt vesentlig bare delvis forsyner en takflate, virker negativt inn på estetikken av et hus eller dets totalinntrykk. 1 Videre er det ansett å være ufordelaktig at varme bare utvinnes ved tilsvarende solstråling. Dessuten er solkollektorene montert på taksteinene ømfindtlige overfor miljøpåvirkninger, som vind, regn, snø og særlig hagl som forekommer på våre breddegrader. I tillegg til denne teknikken er fotospenningsprosessen kjent, hvorved til utvinnelse av elektrisk energi benyttes den direkte omsetningen av lys ved hjelp av halvledermetaller, såkalte solceller. Denne prosessen er beheftet med de samme og ovennevnte ulempene. Dessuten er begge prosesser teknisk svært kostbare og krever høye vedlikeholds- og reparasjonskostnader. 2 3 I DE A1 er det videre beskrevet en takstein betegnet som solarkollektor-takstein, som er fremstilt av betong, leire, eternitt eller glass, og som til gjennomstrømming av en varmemediumsvæske innenfor taksteinen har et reservoar i form av et hulrom. Overflatene av taksteinene som absorberer solstrålene består, ifølge type fremstilt av betongflate med frilagt tilslag, av glassbetong, dvs. at for gjennomtrenging av solstråler er glasskuler integrert i betongen. Alene er fremstillingen av en takstein med hulrom teknisk kostbar, og man kan knapt forestille seg den etterinnkoplede utvaskingen av utformingen med hensyn til fullstendig unngåelse av finkorn som føres inn i de etterfølgende rørledningene og pumpene. Betongen full av glasskuler muliggjør også bare en punktvis gjennomtrengning av solstråler. Forøvrig er samtlige materialer oppført til fremstilling av en slik takstein betegnet som dempnings- eller isolasjonsmateriale, da ikke alle er eg-

3 2 net til å ta opp varme og lede videre. En ytterligere, såkalt murstein med ventilasjonshull, som er tilveiebrakt med de ovennevnte ulempene, er beskrevet i WO 01/36881 A1. Videre er det i EP A2 beskrevet en solartaksteinkonstruksjon, hvor det for eksempel på en tradisjonell takstein, dvs. på en del som er anordnet i en langsgående, halvsylindrisk tildekning av glass eller et annet gjennomsiktig materiale, som er utstyrt med endevegger, respektivt er tilveiebrakt et rør av et varmeledende materiale som har meanderliknende vindinger. Tildekningene er respektivt utstyrt med tetningselementer og festet ved hjelp av bolter på taksteinen. Viklingenes rørender er ført gjennom taket eller taksteinen og festet med hverandre nedenfor taket fra takstein til takstein via plastslanger for å tilveiebringe en av de oppvarmede væskene til den transporterende ledningen. 1 Et ytterligere system til absorpsjon av omgivelsesvarme ved hjelp av takstein er kjent fra patentskriftet AT I forhold til dette er det et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en taksteinoverbygging, som kan gjennomføres uavhengig av enhver solstråling, som gjør det mulig å absorbere varme fra omgivelsestemperaturen, som er motstandsdyktig overfor miljøpåvirkninger, som er teknisk enkel å konstruere og håndtere og som til slutt representerer en økonomisk løsning. Dette formålet løses ifølge kjennetegnene angitt i hovedkravet. 2 Den særlige fordelen med et slikt system ligger i absorsjonen av varme fra omgivelsestemperaturen. Systemet er uavhengig av den direkte solstrålingen og er dermed også i stand til å kunne absorbere varme i mørke og avgi i det etterinnkoplede kretsløpet. På fordelaktig måte er reservoaret tilordnet hver takstein dannet som tynnvegget beholder av et varmeledende materiale, som for eksempel kobber, aluminium eller plast, og er respektivt festet sammen med hver takstein, for eksempel gjenom klebing eller ved bruk av skruer. På denne måten er det gitt en nesten sikker beskyttelse mot såkalte miljøpåvirkninger. Beholdere, også betegnet kollektorer, har en så lav tykkelse som mulig slik at ved en tilsvarende sterk hvirveldannelse så skjer det en intensiv varmeabsorpsjon.

4 3 En ytterligere fordel med systemet er at størreslen og formen på kollektoren dannet som beholder kan være utformet til å tilpasse nesten enhver vilkårlig form av en takstein med unntak av overgangene og de forhåndsgitte falsene. Denne fordelen med den vilkårlige tilpasningen suppleres ytterligere ved at fugene dannet på taksteinen overfor en kollektor eller en beholder dekkes ved festingen, og på denne måten kan hele overflaten forsynes med et belegg eller en maling som er tilpasset, varmeledende og værbestandig for taksteinmalingen. For å sikre gjenomstrømningen av væsken fra de nedre til de øvre fjernledningene, er hver beholder i den nedre delen av taksteinen forsynt med en av taksteinene ved hjelp av en nippel gjennomgripende en boring nedover og som i det øvre området er forsynt med en styreåpning forsynt med et tetningselement, hvor i den sammensatte tilstanden korresponderer nippelen med styreåpningen. 1 2 Væsken oppvarmet gjennom kollektorene tilføres på fordelaktig måte av en tilsvarende bruk. Under innbefattelse av en kjent gjeldende varmepumpe fjernes i et første kretsløp av væsken varmen fra kollektorene, og den avkjølte væsken føres igjen til kollektorene i et primært kretsløp via en fjernledning. I et sekundærkretsløp transporteres ved hjelp av en sirkulasjonspumpe væske fra en lagringstank i varmepumpens kondensator. Derved tilføres varme tatt i primærkretsløpet via varmepumpens kondensator til væsken, og væsken transporteres igjen til lagringstanken. Dette kretsløpet kan gjentas så lenge væskens temperatur i lagringstanken er så høy at et forbrukssted, for eksempel i form av et varmelegeme, kan benyttes på egnet måte. En uten sammenligning mer gunstig bruk av varmen fremstilt gjennom beholderen er også mulig, når varmen fremstilt gjennom kollektorene er så høy at væsken kan pumpes via en tilsvarende sirkulasjonspumpe uten anvendelse av varmepumpe i lagringstanken og som kan anvendes tilsvarende. I en ytterligere fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen er det mulig ved en termisk overkapasitet med hjelp av en transformator å utvinne strøm, som føres inn i nettet og som anvendes i et motkrav til drift av elektriske forbrukssteder. 3 Et utførelseseksempel av oppfinnelsen er illustrert i tegningene og er nærmere forklart i det etterfølgende. I figurene viser:

5 4 Figur 1 en plantegning av to taksteiner som overlapper hverandre, Figur 2 et snitt gjennom en takstein hvorpå en kollektor er anordnet, Figur 3 et delsnitt gjennom en rad av takstein med de tilsvarende fjernledningene, Figur 2 et snitt gjennom en takstein hvorpå en kollektor er anordnet, Figur 3 et delsnitt gjennom en rad av takstein med de tilsvarende fjernledningene, Figur 4 en detaljert presentasjon av to overlappende taksteiner med kollektorer i snitt og Figur et utførelseseksempel av et kretsløp etterinnkoplet fjernledningene. 1 2 I Figur 1 er det vist en plantegning av et utførelseseksempel av to taksteiner 1 som overlapper hverandre i forbindelse med festede beholdere 6 dannet som kollektorer, på deres overflater. Utførelsesformen av takstein 1 er vilkårlig og utformes i sin tilpasning tilsvarende beholderene 6. Utførelseseksempelet illustrert i Figur 1 samt i snitt i Figur 2 viser en takstein 1, som i midten har en vulst 2 og på siden har en overgang 3, hvorved falsene nedenfor overgangen 3 lateralt korresponderer i overlappende og underlappende forbindelse med falsene 4. Beholderene 6 er dannet som tynnvegget beholder 6 av et varmeledende og motstandsdyktig materiale som mulig, som kobber, aluminium eller også av plast. Beholderene 6 er, som Figurer 1 og 2 viser, tilpasset overflatene til taksteinene og binder fast sammen taksteinen 1 ved for eksempel klebing eller ved bruk av skruer. Fugene 19 dannet lateralt mellom takstein 1 og beholder 6 tildekkes slik at det etterfølgende påførte belegget eller malingen gir et enhetlig fargeinntrykk av taksteinen 1. Sammenlignbart med den varmeledende utførelsesformen av beholderene 6, så skal også belegget eller malingen være varmeledende og særlig værbestandig. I øvre områder av taksteinen 1 er beholderene 6 i det viste utførelseseksemplet forsynt med forsenkninger 16. I området av taksteinen 1 som ligger fritt gjennom forsenkningene 16, kan det tilveiebringes boringer 1, via hvilke taksteinene 1 deretter ved hjelp av festede taklektere 17 har bakgripende ribber 13 og i nedre områder ifølge det viste utførelseseksemplet har en dobbeltribbe 14, hvorved de øvre taksteinene 1 støtter seg på de nedre taksteinene 1. Fra den detaljerte angivelsen iføl-

6 ge Figur fremgår dannelsen av en beholder 6 med innstrømning og utstrømning. I nedre område er taksteinene 1 gjennomboret, og en nippel forbundet med beholderen 6 festet på taksteinene 1 griper gjenom boringen 7 i styreåpningen 8 av den nedre beholderen (Figur 4). Beholderene 6 er gjennomstrømmet av væske, hvor væsken for eksempel er vann, med tilsvarende tilsetninger gjennom de nedre fjernledningene 11 tilføres raden av taksteiner som hver løper oppover. Væskestrømmene som føres oppover transporteres via åpningen 8 anordnet i øvre områder av taksteinene 1 og er forsynt med en ringtetning 9, og en nippel i beholderen 6 av de etterfølgende overlappende taksteinene griper inn i åpningen 8. Dette forløpet gjentar seg i hver rad av taksteinene, til væskestrømmen av de som for eksempel når under fjernledningene 12 brakt under raden av mønepanner og ført inn i det ytterligere kretsløpet I Figur er i et utførelseseksempel vist et kretsløp 21, som det som kan utformes til bruk av den fremstilte og varmeabsorberte væskestrømmen via beholderen 6 skaffet på taksteinene 1. I det ideelle tilfellet ville væskestrømmen avgitt i kretsløpet 12 via fjernledningene 12 ha en så høy temperatur at væskestrømmen transporteres via en pumpe 22, og en tilsvarende innkoplet treveisventil 23 direkte i lagringstanken 24 og via en ytterligere pumpe ville betjene et forbrukssted, for eksempel i form av et varmelegeme 2. Således ville det også ved en en kontinuerlig termisk overkapasitet være mulig med utvinning av strøm via en transformator som ikke er vist i tegningene, hvorved strømmen kan innmates i strømnettet og kan brukes i et motkrav til drift av elektriske forbrukssteder. 2 3 Til praktisk bruk av varme utvunnet fra omgivelsestemperaturen gjennom beholderene 6 ville det likevel bedre kunne forestilles et annet utførelseseksempel av et etterinnkoplet kretsløp 21. I et primærkretsløp blir væskestrømmen fra fjernledningen 12 via en pumpe 22 og den tilsvarende innkopling av en treveisventil 23 tilført fordamperen 27 av en varmepumpe 26. Varmen fjernes, og avkjølt væske ledes igjen til fjernledningen 11 for oppvarming. I et således nevnt sekundærkretsløp ved hjelp av en pumpe blir varmen utvunnet fra fordamperen 27 tilført kondensatoren 28 og via denne igjen til lagringstanken 24. Dette kretsløpet kan gjentas så ofte til at temperaturen på væsken i lagringstanken 24 er så høy, som effektivt kan mates til et forbrukssted 2. Kretsløpet 21 som etterfølger fjernledningene 11, 12 kan utføres vilkårlig i lys av en effektiv bruk av varmen utvunnet gjennom kollektorene.

7 6 Referanseliste Takstein 2 Vulst 3 Overgang 4 Falser Falser 6 Kollektor 7 Boring 8 Styreåpning 9 Tetningsring Nippel 11 Fjernledning 12 Fjernledning 13 Ribbe 14 Dobbeltribbe 1 Boringer 16 Forsenkninger 17 Taklekte 18 Taksperrer 19 Fuger Belegg (Maling) 21 Kretsløp 22 Pumpe 23 Treiveisventil 24 Lagringstank 2 Forbrukssted 26 Varmepumpe 27 Fordamper 28 Kondensator 29 Pumpe Pumpe (Fordamper) 31 Rad av mønepanner 32 Pumpe (Forbrukssted) 3

8 7 Patentkrav 1 1. System for absorpsjon av omgivelsesvarme, særlig ved hjelp av takstein fremstilt av leire eller betong, for ytterligere energibenyttelse, for eksempel av et hus, hvorved minst noen av taksteinene (1) som overlapper på toppen av og under hverandre har væskegjennomstrømmede kollektorer (6) tilpasset deres overflater, hvor kollektorene (6) av hver oppovergående rad av takstein har et innløp nedenfra og et avløp til kollektoren (6) ovenfor og hver oppovergående rad av takstein forsynt med kollektorer (6) er forbundet med en væsketilførende og en væskefjernende fjernledning (11, 12), hvor begge fjernledninger (11, 12) er integrert i et etterinnkoplet væskekretsløp (21), og hver kollektor (6) er dannet som flat, tynnvegget beholder og er fremstilt av et varmeledende materiale som for eksempel kobber, aluminium eller plast, størrelsen på kollektoren (6) er koordinert med den ikkeoverlappende overflaten av en takstein og er festet til taksteinen, for eksempel ved klebing eller ved bruk av skruer, og hver kollektor (6) nederst på taksteinen (1) har en nippel () som trenger gjennom taksteinen (1) ved hjelp av boringen, og har en styreåpning (8) med et tetningselement (9) øverst på taksteinen, og nippelen () kommer i inngrep med styreåpningen (8) når systemet monteres. 2. System ifølge krav 1, karakterisert ved at de laterale fugene (19) som dannes ved festingen av en kollektor (6) motsatt taksteinen (1) fylles, og hele overflaten kan forsynes med et varmeledende og værbestandig belegg eller maling () tilpasset overflaten av taksteinen System ifølge krav 1, karakterisert ved at kollektoren (6) øverst på en takstein (1) overlappet av en annen takstein kan være forsynt med laterale forsenkninger (16), og taksteinen (1) har en boring i hver forsenkning (16). 4. System ifølge krav 1, karakterisert ved at kretsløpet (21) består av fjernledningen (12) som transporterer den oppvarmede væsken fra kollektorene (6) ved hjelp av en pumpe (22) til en lagringstank (24) og en fjernledning (11) som tilbakefører væsken fra lagringstanken (24) til kollektorene (6), og at et forbrukssted (2) kan være tilkoplet lagringstanken (24). 3. System ifølge krav 1, karakterisert ved at kretsløpet (21) består av et primær- og et sekundærkretsløp, hvor en varmepumpe (26) er anbrakt mellom kretsløpene.

9

10

11

12