DE202013001756U1

DE202013001756U1 - Fertigbauelement

Info

Publication number: DE202013001756U1
Application number: DE201320001756
Authority: DE
Original assignee: Intech Les d o o; Intech-Les d o o
Current assignee: Intech Les d o o; Intech-Les d o o
Priority date: 2013-02-25
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2013-03-19
Anticipated expiration: 2023-02-26

Abstract

Fertigbauelement (1), das wenigstens ein erstes Massivholzelement (2), das in einer Aufnahmeseite (3) wenigstens eine kanalartige Aufnahmeaussparung (4) hat, und ein zweites Massivholzelement (5) enthält, das die kanalartige Aufnahmeaussparung (4) des ersten Massivholzelementes (2) überdeckend mit einer Gegenseite (6) gegen die Aufnahmeseite (3) des ersten Massivholzelementes (2) anliegt und mit dem ersten Massivholzelement (2) leimfrei durch gleichzeitig in beide Massivholzelemente (2, 5) eingreifende Massivholzdübel (7) fest verbunden ist, wobei in der wenigstens einen kanalartigen Aufnahmeaussparung (4) eine Speicherleitung (8) eines Wärme/Kältespeichers (9) untergebracht ist, und wobei zumindest eine Nutzfluidleitung (10) von dem ersten und/oder dem zweiten Massivholzelement (2, 5) umgeben oder gebildet ist und für einen Wärme/Kälteaustausch zwischen der Speicherleitung (8) und einem Nutzfluid direkt oder indirekt mit der Speicherleitung (8) in Kontakt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fertigbauelement.
Die Nutzung von Energieressourcen und der effiziente Umgang mit Energien sind aktuell wichtige Ziele für die zukünftige Sicherung der weltweiten Energieversorgung. Gleichermaßen wichtig sind der Umgang mit Rohstoffen und die Entsorgung. Wobei alle diese Themen bei der energieaufwendigen Herstellung von Apparaturen zur Energieerzeugung und -speicherung gekoppelt sind.
Aus der EP 2 390 433 A1 ist ein Fertigbauelement mit zwei flächigen Außenseiten sowie einer ersten und einer zweiten Schicht, die fest miteinander verbunden sind, wobei mindestens eine der Schichten auf der der anderen der Schichten zugewandten Seite wenigstens eine Funktionsausnehmung aufweist, die zumindest zu einer der beiden flächigen Außenseiten beabstandet liegt und frei von einer Verbindungsfunktion zwischen den beiden Schichten ist. Durch Kanäle von der Bauelementinnenseite zur Bauelementaußenseite kann insbesondere auch eine Funktion einer dezentralen, einstellbaren und/oder regelbaren aktiven oder passiven Raumbelüftung und/oder Raumentlüftung realisiert sein, indem ein Wärmetauschereffekt zur Wärmerückgewinnung aus der Abluft im Winter oder zur Vorkühlung der Frischluft im Sommer beispielsweise über einen zeitlichen Wechsel des Luftstroms in den gleichen Kanälen oder über konstante Luftströme in getrennten verlaufenden Kanälen im Gegenstromprinzip realisiert ist. Eine weitere Anwendung zur Heizung und/oder Kühlung kann dadurch realisiert sein, dass die Funktionsausnehmung in der zweiten Schicht einen schneckenartigen Verlauf hat und in sich eine Rohrleitung mit Wärmetauscherfluid aufnimmt. Auf diese Weise kann in dem Fertigbauelement eine Wandflächenheizung integriert werden.
Ausgehend davon schafft die Erfindung ein Fertigbauelement mit den Merkmalen des Anspruches 1. Wesentliche Vorteile dieses Fertigbauelements sind die weitgehende Verwendung natürlicher nachwachsender Rohstoffe und der geringe Energiebedarf zu seiner Herstellung. Von besonderem Vorteil ist die geschickte Nutzung von Baumaterialien und deren thermischen Eigenschaften.
Das Fertigbauelement gemäß der vorliegenden Erfindung enthält wenigstens ein erstes Massivholzelement, das in einer Aufnahmeseite wenigstens eine kanalartige Aufnahmeaussparung hat, und ein zweites Massivholzelement, das die kanalartige Aufnahmeaussparung des ersten Massivholzelementes überdeckend mit einer Gegenseite gegen die Aufnahmeseite des ersten Massivholzelementes anliegt und mit dem ersten Massivholzelement leimfrei durch gleichzeitig in beide Massivholzelemente eingreifende Massivholzdübel fest verbunden ist, wobei in der wenigstens einen kanalartigen Aufnahmeaussparung eine Speicherleitung eines Wärme/Kältespeichers untergebracht ist, und wobei zumindest eine Nutzfluidleitung von dem ersten und/oder dem zweiten Massivholzelement umgeben oder gebildet ist und für einen Wärme/Kälteaustausch zwischen der Speicherleitung und einem Nutzfluid direkt oder indirekt mit der Speicherleitung in Kontakt ist. Damit kann in einem ökologisch vorteilhaften Fertigbauelement in vorteilhafter Weise eine optimale Ausnutzung vorhandener Wärmeenergieressourcen erfolgen.
Vorzugsweise kann weiter vorgesehen sein, dass mindestens ein Durchlass für die Nutzfluidleitung oder das Nutzfluid in der zur Aufnahmeseite des ersten Massivholzelements entgegengesetzt liegenden Seite des ersten Massivholzelements und/oder in der zur Gegenseite des zweiten Massivholzelements entgegengesetzt liegenden Seite des zweiten Massivholzelements vorgesehen ist.
Weiter sind mit Vorzug der Nutzfluidleitung manuell oder automatisch steuerbare Ventileinrichtungen zugeordnet.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass die Nutzfluidleitung Bestandteil einer Wandheizung ist, die innerhalb oder außerhalb eines Massivholzelements nahe dessen zur Aufnahmeseite oder zur Gegenseite entgegengesetzt liegenden Seite vorgesehen ist. Alternativ kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Nutzfluidleitung an einem Heizkörper angeschlossen oder anschließbar ist, der an oder nahe an der zur Aufnahmeseite oder zur Gegenseite entgegengesetzt liegenden Seite eines Massivholzelements angeordnet ist. Noch eine weitere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass die Nutzfluidleitung an eine Brauchwasserleitung angeschlossen oder anschließbar ist, die insbesondere innerhalb eines der Massivholzelemente angeordnet ist.
Mit Vorzug kann ferner vorgesehen sein, dass die Speicherleitung und die Nutzfluidleitung überwiegend nahe beieinander oder aneinander anliegend parallel zueinander oder eine in der anderen liegend koaxial verlaufen.
Außerdem kann die Nutzfluidleitung vorzugsweise wenigstens eine Luftleitung enthalten, die Bestandteil eines Umluftsystems ist, mit dem Luft in einem von dem Fertigbauelement begrenzten Raum entsprechend der Funktion des Wärme/Kältespeichers erwärmt oder abgekühlt werden kann, oder Bestandteil eines Luftzufuhrsystems ist, mit dem Luft von außerhalb eines von dem Fertigbauelement begrenzten Raums entsprechend der Funktion des Wärme/Kältespeichers erwärmt oder abgekühlt dem Raum zugeführt werden kann.
Noch eine andere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass die Nutzfluidleitung wenigstens eine Luftleitung enthält, die Bestandteil eines Umluftsystems ist, mittels dem aus Luft aus einem von dem Fertigbauelement begrenzten Raum oder von außerhalb eines von dem Fertigbauelement begrenzten Raums Wärme oder Kälte an den Wärme/Kältespeicher abgegeben werden kann.
Die beiden letztgenannten Varianten können mit Vorzug dadurch weitergebildet sein, dass die Luftleitung steuerbare Ein- und Auslässe in der zur Aufnahmeseite und/oder zur Gegenseite entgegengesetzt liegenden Seite eines Massivholzelements/beider Massivholzelemente aufweisen, wobei insbesondere die steuerbaren Ein- und Auslässe mit den steuerbaren Ein- und Auslässe anderer gleichartiger Fertigbauelemente zur gemeinsamen und gleichsinnigen Funktion koppelbar sind und/oder an eine zentrale Steuerung anschließbar sind.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die Speicherleitung über steuerbare Ventile an ein Verteilersystem angeschlossen oder anschließbar sind.
Vorzugsweise ist die Speicherleitung ein Schlauch oder ein Rohr, insbesondere aus Alu-Plast, Kupfer oder rostfreiem Stahl o. dgl.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die Nutzfluidleitung ein Schlauch oder ein Rohr, insbesondere aus Alu-Plast, Kupfer oder rostfreiem Stahl o. dgl., oder eine Ausnehmung oder Bohrung in wenigstens dem ersten oder dem zweiten Massivholzelement ist.
Noch eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass die Aufnahmeaussparung um die Speicherleitung und/oder die Nutzfluidleitung herum ein natürliches Material, insbesondere trockenen Lehm, Lehmpaste, Sägespäne oder Sand o. dgl. enthält. Alternativ oder zusätzlich kann mit Vorzug vorgesehen sein, dass die Aufnahmeaussparung um die Speicherleitung und/oder die Nutzfluidleitung herum ein Material enthält, das bei einer vorgegebenen Temperatur einen Phasenübergang durchläuft, womit Latentwärme-Effekte in die Wärmespeicherkapazität des Wärme/Kältespeichers einbezogen werden.
Es ist ferner bevorzugt, wenn mehr als ein erstes Massivholzelement mit wenigstens einer kanalartigen Aufnahmeaussparung vorgesehen ist.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Fertigbauelement um ein Fertigbauelement für eine Innenwand, eine Außenwand, ein Deckenelement oder ein Dachelement für ein Gebäude.
Noch eine weitere bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass jedes Massivholzelement aus parallel aneinander anliegenden Massivholzbrettern besteht und die Massivholzbretter aneinander angrenzender Massivholzelemente unter einem Winkel α, mit 0° < α < 180°, zueinander verlaufen.
Weitere vorteilhafte und/oder bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung und ihrer einzelnen Aspekte ergeben sich aus Kombinationen der vorstehenden Varianten.
Entsprechend den jeweiligen Gestaltungen kann das erfindungsgemäße Fertigbauelement auch als aktiver Wärmetauscher für Gebäude auf Basis natürlicher, nachwachsender Rohstoffe bezeichnet werden.
Bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung und ihrer einzelnen Aspekte ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und deren Kombinationen sowie aus den gesamten vorliegenden Anmeldungsunterlagen.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung lediglich exemplarisch näher erläutert, in der
1 in einer schematischen Querschnittsansicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines Fertigbauelements veranschaulicht ist,
2 in einer schematischen Querschnittsansicht ein zweites Ausführungsbeispiel eines Fertigbauelements veranschaulicht ist,
3 in einer schematischen Querschnittsansicht ein drittes Ausführungsbeispiel eines Fertigbauelements veranschaulicht ist,
4 in einer schematischen Querschnittsansicht ein viertes Ausführungsbeispiel eines Fertigbauelements veranschaulicht ist,
5 das vierte Ausführungsbeispiel eines Fertigbauelements aus der 4 in einer bezüglich der Ansicht in der 4 um 90° gedrehten schematischen Querschnittsansicht veranschaulicht ist,
6 in einer schematischen Querschnittsansicht ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Fertigbauelements veranschaulicht ist,
7 in einer schematischen Querschnittsansicht ein sechstes Ausführungsbeispiel eines Fertigbauelements veranschaulicht ist,
8 in einer schematischen Querschnittsansicht ein siebtes Ausführungsbeispiel eines Fertigbauelements veranschaulicht ist,
9 in einer schematischen Querschnittsansicht ein achtes Ausführungsbeispiel eines Fertigbauelements veranschaulicht ist,
10 in einer auseinandergezogenen schematischen Ansicht ein neuntes Ausführungsbeispiel eines Fertigbauelements veranschaulicht ist,
11 das neunte Ausführungsbeispiel eines Fertigbauelements aus der 10 in einer schematischen Querschnittsansicht veranschaulicht ist, und
12 in einer schematischen perspektivischen Ansicht ein zehntes Ausführungsbeispiel eines Fertigbauelements veranschaulicht ist.
Anhand der nachfolgend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs- und Anwendungsbeispiele wird die Erfindung lediglich exemplarisch näher erläutert, d. h. sie ist nicht auf diese Ausführungs- und Anwendungsbeispiele beschränkt. Verfahrens- und Vorrichtungsmerkmale ergeben sich jeweils analog auch aus Vorrichtungs- bzw. Verfahrensbeschreibungen.
Einzelne Merkmale, die im Zusammenhang mit einem konkreten Ausführungsbeispiel angeben und/oder dargestellt sind, sind nicht auf dieses Ausführungsbeispiel oder die Kombination mit den übrigen Merkmalen dieses Ausführungsbeispiels beschränkt, sondern können im Rahmen des technisch Möglichen, mit jeglichen anderen Varianten, auch wenn sie in den vorliegenden Unterlagen nicht gesondert behandelt sind, kombiniert werden.
Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren und Abbildungen der Zeichnung bezeichnen gleiche oder ähnliche oder gleich oder ähnlich wirkende Komponenten. Anhand der Darstellungen in der Zeichnung werden auch solche Merkmale deutlich, die nicht mit Bezugszeichen versehen sind, unabhängig davon, ob solche Merkmale nachfolgend beschrieben sind oder nicht. Andererseits sind auch Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung enthalten, aber nicht in der Zeichnung sichtbar oder dargestellt sind, ohne weiteres für einen Fachmann verständlich.
In der 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Fertigbauelements 1 in einer Querschnittsansicht schematisch gezeigt. Das Fertigbauelement 1 enthält ein erstes Massivholzelement 2, das in einer Aufnahmeseite 3 eine Mehrzahl von kanalartigen Aufnahmeaussparungen 4 hat, und ein zweites Massivholzelement 5, das die kanalartigen Aufnahmeaussparungen 4 des ersten Massivholzelementes 2 überdeckend mit einer Gegenseite 6 gegen die Aufnahmeseite 3 des ersten Massivholzelementes 2 anliegt und mit dem ersten Massivholzelement 2 leimfrei durch gleichzeitig in beide Massivholzelemente 2, 5 eingreifende Massivholzdübel 7 fest verbunden ist. In jeder kanalartigen Aufnahmeaussparungen 4 ist eine Speicherleitung 8 eines Wärme/Kältespeichers 9 untergebracht.
Weiterhin enthält das Fertigbauelement 1 des ersten Ausführungsbeispiels gemäß der 1 eine Mehrzahl von Nutzfluidleitungen 10, die die Speicherleitungen 8 koaxial umgeben und somit ebenfalls in den kanalartigen Aufnahmeaussparungen 4 in dem ersten Massivholzelement 2 untergebracht sind. Bei dieser Ausgestaltung ist die Anzahl der Nutzfluidleitungen 10 gleich der Anzahl der Speicherleitungen 8, was bei anderen nicht koaxialen Anordnungen von Nutzfluidleitung 10 und die Speicherleitung 8 nicht der Fall sein muss.
Eine Nutzfluidleitung 10 muss nicht zwingend eine Speicherleitung 8 koaxial umgeben, sondern kann auch unmittelbar angrenzend an die Speicherleitung 8 parallel neben dieser innerhalb des ersten und/oder des zweiten Massivholzelements 2, 5 erforderlichenfalls in eigenen kanalartigen Aufnahmeaussparungen 11 verlaufen, wie dies in den schematischen Querschnittsdarstellungen der 2 und 3 veranschaulicht ist, die entsprechend ein zweites bzw. ein drittes Ausführungsbeispiel betreffen. Auch bei dieser Ausgestaltung ist die Anzahl der Nutzfluidleitungen 10 gleich der Anzahl der Speicherleitungen 8, was nicht zwingend der Fall sein muss. Im Übrigen stimmen die zweiten und dritten Ausführungsbeispiele direkt oder analog mit dem ersten Ausführungsbeispiel überein und werden daher nicht weiter beschrieben, sondern es wird dazu auf die Beschreibung des erstens Ausführungsbeispiels Bezug genommen.
Vorzugsweise ist bei Anordnungen, wie beispielsweise den zweiten und dritten Ausführungsbeispielen, ein Material mit guter Wärmeleitfähigkeit in eventuellen Freiräumen in den kanalartigen Aufnahmeaussparungen 4 und/oder ggf. den kanalartigen Aufnahmeaussparungen 11 um die Nutzfluidleitungen 10 und Speicherleitungen 8 herum vorgesehen, um die Wärmekopplung zu begünstigen. Es kann aber auch nur Luft um die Nutzfluidleitungen 10 und Speicherleitungen 8 herum vorgesehen sein.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der 2 bildet das zweite Massivholzelement 5 eine Innenseite einer Gebäudewand (nicht gezeigt), und die Nutzfluidleitungen 10 sind Bestandteil einer Wandheizung (nicht gezeigt), die innerhalb des zweiten Massivholzelements 5 nahe dessen zur Gegenseite 6 entgegengesetzt liegenden Seite vorgesehen ist. Grundsätzlich kann die Wandheizung innerhalb oder außerhalb eines Massivholzelements 2, 5 nahe dessen zur Aufnahmeseite 3 oder zur Gegenseite 6 entgegengesetzt liegenden Seite vorgesehen sein. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Nutzfluidleitungen 10 an einem Heizkörper (nicht gezeigt) angeschlossen oder anschließbar ist, der an oder nahe an der zur Aufnahmeseite 3 oder zur Gegenseite 6 entgegengesetzt liegenden Seite eines Massivholzelements 2, 5 angeordnet ist. Die Nutzfluidleitungen 10 können auch an eine Brauchwasserleitung (nicht gezeigt) angeschlossen oder anschließbar sein, die insbesondere innerhalb eines der Massivholzelemente angeordnet ist. Damit kann die Wärme in den Speicherleitungen 8 direkt zur Raumheizung oder auch zur Brauchwassererwärmung genutzt werden.
Ferner können die Nutzfluidleitungen 10 auch in einem Abstand von den Speicherleitungen 8 innerhalb des ersten und/oder des zweiten Massivholzelements 2, 5 erforderlichenfalls in eigenen kanalartigen Aufnahmeaussparungen 12 verlaufen, wie als viertes Ausführungsbeispiel in den 4 und 5 in zwei um 90° gedrehten Querschnittsdarstellungen schematisch gezeigt ist. Durch die zwei Ansichten in den 4 und 5 ist ersichtlich, dass die Nutzfluidleitungen 10 und die Speicherleitungen 8 unter einem Winkel von 90° zueinander verlaufen. Auch bei Anordnungen, wie beispielsweise dem vierten Ausführungsbeispiel, ist vorzugsweise ein Material mit guter Wärmeleitfähigkeit in eventuellen Freiräumen in den kanalartigen Aufnahmeaussparungen 4 und/oder ggf. den kanalartigen Aufnahmeaussparungen 12 um die und insbesondere zwischen Nutzfluidleitungen 10 und Speicherleitungen 8 herum vorgesehen, um die Wärmekopplung zu begünstigen. Es kann aber auch nur Luft um die Nutzfluidleitungen 10 und Speicherleitungen 8 herum vorgesehen sein.
Im Übrigen stimmt das vierte Ausführungsbeispiel direkt oder analog mit dem ersten Ausführungsbeispiel überein und wird daher nicht weiter beschrieben, sondern es wird dazu auf die Beschreibung des erstens Ausführungsbeispiels Bezug genommen.
Es kann wie schon erwähnt wurde, bei den ersten bis vierten Ausführungsbeispielen auch vorgesehen sein, dass die Aufnahmeaussparung 4, 11, 12 um die Speicherleitung 8 und/oder die Nutzfluidleitung 10 herum ein natürliches Material, insbesondere trockenen Lehm, Lehmpaste, Sägespäne oder Sand o. dgl. enthält. Alternativ oder zusätzlich kann ferner vorgesehen sein, dass die Aufnahmeaussparung 4, 11, 12 um die Speicherleitung 8 und/oder die Nutzfluidleitung 10 herum ein Material enthält, das bei einer vorgegebenen Temperatur einen Phasenübergang durchläuft, womit Latentwärme-Effekte in die Wärmespeicherkapazität des Wärme/Kältespeichers einbezogen werden.
In der 6 ist in einer schematischen Querschnittsansicht ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Fertigbauelements 1 gezeigt. Hier sind im Unterschied zu dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der 2 die Nutzfluidleitungen 10 direkt durch die kanalartigen Aufnahmeaussparungen 11 in dem zweiten Massivholzelement 5 gebildet und werden von Luft durchströmt, die somit an den Speicherleitungen 8 in den zu den kanalartigen Aufnahmeaussparungen 11 hin offenen und parallelen kanalartigen Aufnahmeaussparungen 4 verlaufen entlang strömt und damit entsprechend erwärmt oder abgekühlt wird, je nachdem ob die Speicherleitungen 8 aktuell als Wärme- oder Kältespeicher 9 fungieren. Damit kann auf einfache Weise in dem Wärme/Kältespeicher 9 bevorratete Wärme oder Kälte für die Temperierung von Raumluft genutzt werden.
Im Übrigen stimmen Merkmale des fünften Ausführungsbeispiels direkt oder analog mit Merkmalen der vorherigen Ausführungsbeispiele überein, und diese Merkmale werden daher nicht weiter beschrieben, sondern es wird dazu auf die Beschreibung der vorherigen Ausführungsbeispiele Bezug genommen.
Die Nutzfluidleitungen 10 in Form von Luftleitungen können auch Bestandteil eines Umluftsystems (nicht gezeigt) sein, mit dem Luft in einem von dem Fertigbauelement 1 begrenzten Raum entsprechend der Funktion des Wärme/Kältespeichers 9 erwärmt oder abgekühlt werden kann.
Es können auch mehrere Fertigbauelemente 1 gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel, das in der 7 in einer schematischen Querschnittsansicht verdeutlicht ist, hinsichtlich den Nutzfluidleitungen 10 als Luftleitungen seriell gekoppelt werden, wenn diese Nutzfluidleitungen 10 entsprechend quer aus den Fertigbauelemente 1 austreten. Die Nutzfluidleitungen 10 sind hier direkt durch kanalartige Aufnahmeaussparungen 12 in den ersten und zweiten Massivholzelementen 2, 5 und quer zu den Speicherleitungen 8 verlaufend, gebildet. Es kann im Bereich der Speicherleitungen 8 auch nur eine kanalartige Aufnahmeaussparung 12 vorgesehen sein, durch die die Mehrzahl von Speicherleitungen 8 hindurch geht. Damit wird ein größeres Luftvolumen ermöglicht, das mit den Speicherleitungen 8 in Kontakt kommt, um die Erwärmung oder Abkühlung der Luft zu begünstigen, je nachdem ob die Speicherleitungen 8 aktuell als Wärme- oder Kältespeicher 9 fungieren.
Im Übrigen stimmen Merkmale des sechsten Ausführungsbeispiels direkt oder analog mit Merkmalen der vorherigen Ausführungsbeispiele überein, und diese Merkmale werden daher nicht weiter beschrieben, sondern es wird dazu auf die Beschreibung der vorherigen Ausführungsbeispiele Bezug genommen.
Außerdem können die Nutzfluidleitungen 10 in Form von Luftleitungen Bestandteil eines Luftzufuhrsystems 13 sein, mit dem Luft von außerhalb eines von dem Fertigbauelement 1 begrenzten Raums entsprechend der Funktion des Wärme/Kältespeichers erwärmt oder abgekühlt dem Raum zugeführt werden kann. Ein entsprechendes siebtes Ausführungsbeispiel ist schematisch in einer Querschnittsdarstellung in der 8 veranschaulicht ist. Neben dem Verlauf der Luftleitung in Form der Nutzfluidleitung oder Nutzfluidleitungen 10 ist zu erkennen, dass steuerbare Ein- und Auslässe 14 bzw. 15 in den zur Aufnahmeseite 3 und zur Gegenseite 6 entgegengesetzt liegenden Seiten der beiden Massivholzelemente 2, 5 vorgesehen sind. Die steuerbaren Ein- und Auslässe 14 und 15 sind beispielsweise Ventilklappen 16, 17, verstellbare Lamellen o. ä. Z. B. können die steuerbaren Ein- und Auslässe 14, 15 mit den steuerbaren Ein- und Auslässe anderer gleichartiger Fertigbauelemente zur gemeinsamen und gleichsinnigen Funktion koppelbar und/oder an eine zentrale Steuerung anschließbar sein.
Im Übrigen stimmen Merkmale des siebten Ausführungsbeispiels direkt oder analog mit Merkmalen der vorherigen Ausführungsbeispiele überein, und diese Merkmale werden daher nicht weiter beschrieben, sondern es wird dazu auf die Beschreibung der vorherigen Ausführungsbeispiele Bezug genommen.
Grundsätzlich können die Nutzfluidleitungen 10 analog zur Ausgestaltung als Luftzufuhrsystem 13 bei alternativer oder zusätzlicher Anordnung der steuerbaren Ein- und Auslässe 14, 15 in derselben Seite eines Massivholzelementes 2, 5, die als Wandelementbestandteil einem Raum zugewandt ist, Bestandteil eines Umluftsystems (nicht gezeigt) sein, mit dem Luft in einem von dem Fertigbauelement 1 begrenzten Raum entsprechend der Funktion des Wärme/Kältespeichers 9 erwärmt oder abgekühlt werden kann, indem Luft aus dem Raum in die Nutzfluidleitungen 10 gesaugt wird, dann durch direkten oder indirekten Kontakt mit den Speicherleitungen 8 erwärmt oder abgekühlt wird und dann wieder in den Raum zurück strömt. Die Ausgestaltung als Luftzufuhrsystem 13 und/oder Umluftsystem ist für den Fachmann ohne weiteres auch ohne Darstellung des Umluftsystems klar.
In der 9 ist als achtes Ausführungsbeispiel schematisch in einer Querschnittsdarstellung ein Fertigbauelement 1 gezeigt, das, wie das siebte Ausführungsbeispiel gemäß der 8, ein Luftzufuhrsystem 13 enthält, bei dem aber die Ventilklappen 16, 17 ferngesteuert verstellbar, d. h. betätigbar oder einstellbar, sind, wie durch die Schalter oder Regler 18, 19 symbolisiert ist. Ferner enthält das Fertigbauelement 1 des achten Ausführungsbeispiels einen Ventilator 20, der über einen Schalter oder Regler 21 betätigbar oder einstellbar ist. Die Nutzfluidleitungen 10 können statt mit manuell steuerbaren Ventileinrichtungen auch mit automatisch steuerbaren Ventileinrichtungen ausgestattet sein, die über eine geeignete Steuerung gesteuert werden, wie dem Fachmann ohne weiteres klar ist. Im Übrigen stimmen Merkmale des achten Ausführungsbeispiels direkt oder analog mit Merkmalen der vorherigen Ausführungsbeispiele überein, und diese Merkmale werden daher nicht weiter beschrieben, sondern es wird dazu auf die Beschreibung der vorherigen Ausführungsbeispiele Bezug genommen.
Obwohl steuerbare Ein- und Auslässe lediglich im Zusammenhang mit Nutzfluidleitungen 10 als Luftleitungen gezeigt und erläutert wurden, ist dem Fachmann ohne weiteres Klar, dass auch flüssigkeitsführende Nutzfluidleitungen 10 mit steuerbaren Ein- und Auslässen versehen sein können. Wie im Fall von Luftleitungen wurde vorher auch schon erläutert, dass flüssigkeitsführende Nutzfluidleitungen 10 für Heizkreisläufe oder Brauchwasserleitungen entsprechend als Umlaufsystem oder Zulaufsysteme gestaltet sein können. Insofern können jegliche Nutzfluidleitungen 10 unabhängig davon, ob sie eine Flüssigkeit oder ein Gas enthalten als Nutzfluid, genauso wie auch die Speicherleitung(en) über steuerbare Ventile an ein Verteilersystem angeschlossen oder anschließbar sein.
In den 10 und 11 ist ein neuntes Ausführungsbeispiel eines Fertigbauelementes in einer auseinandergezogenen schematischen Ansicht bzw. in einer schematischen Querschnittsansicht gezeigt. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel nach der 1 ist die Speicherleitung 8 koaxial innerhalb der Nutzfluidleitung 10 angeordnet. Bei dem neunten Ausführungsbeispiel ist die Kombination aus Speicherleitung 8 und Nutzfluidleitung 10 in Form einer Doppelspirale in einer entsprechend geformten kanalartigen Ausnehmung 4 in dem ersten Massivholzelement 2 aufgenommen. Im Übrigen stimmen Merkmale des neunten Ausführungsbeispiels direkt oder analog mit Merkmalen der vorherigen Ausführungsbeispiele überein, und diese Merkmale werden daher nicht weiter beschrieben, sondern es wird dazu auf die Beschreibung der vorherigen Ausführungsbeispiele Bezug genommen.
Ferner ist der Darstellung der 12 anhand eines schematisch perspektivisch dargestellten zehnten Ausführungsbeispiels klar zu erkennen, dass die beiden Massivholzelemente 2 und 5 aus parallel aneinander anliegenden Massivholzbretter 22 bzw. 23 bestehen und die Massivholzbretter 22, 23 der aneinander angrenzenden Massivholzelemente 2 und 5 unter einem Winkel α, mit 0° < α < 180°, zueinander verlaufen, wobei bei dem zehnten Ausführungsbeispiel gemäß der 12 der Winkel α = 90° ist. Ausgehend von der Darstellung in der 12 ist auch erkennbar, dass die beiden Massivholzelemente 2 und 5 der ersten bis achten Ausführungsbeispiele aus Massivholzbrettern 22, 23 bestehen, die unter einem Winkel α, mit 0° < α < 180°, zueinander verlaufen. Dass dies nicht zwingend der Fall sein muss, zeigt das neunte Ausführungsbeispiel gemäß den 10 und 11, wobei zwar die beiden Massivholzelemente 2 und 5 auch wieder aus Massivholzbrettern 22, 23 bestehen, die aber parallel zueinander verlaufen.
Die Speicherleitung 8 kann z. B. ein Schlauch oder ein Rohr, insbesondere aus Alu-Plast, Kupfer oder rostfreiem Stahl o. dgl. sein. Ferner kann die Nutzfluidleitung 10 ein Schlauch oder ein Rohr, insbesondere aus Alu-Plast, Kupfer oder rostfreiem Stahl o. dgl., oder eine Ausnehmung 11, 12 oder Bohrung in wenigstens dem ersten oder dem zweiten Massivholzelement 2, 5 sein.
Es ist bevorzugt, wenn mehr als ein erstes Massivholzelement 2 mit wenigstens einer kanalartigen Aufnahmeaussparung 4 vorgesehen ist. Mit Vorzug handelt es sich bei dem Fertigbauelement 1 um ein Fertigbauelement für eine Innenwand, eine Außenwand, ein Deckenelement oder ein Dachelement für ein Gebäude.
Es folgen noch einige Angaben zu allgemeinen und spezifischen Ausgestaltungen des Fertigbauelements 1.
Das Fertigbauelement wird insbesondere schichtweise, aus massivem Holz, leimfrei, mittels massiver hölzerner Verbinder-Dübel aufgebaut. Die Gesamtstruktur kann ein Block sein oder alternativ gleichzeitig als Innenwand, Außenwand, Deckenelement oder Dachelement für ein Gebäude dienen. Die Leimfreiheit ist vorteilhaft für die Funktion, da damit besonders gut die thermische Ausdehnung des massiven Holzes der Erwärmung nachfolgen kann, ohne dass die Strukturen des Speichers beschädigt oder zerstört werden. Mindestens in jeder zweiten Schicht werden kanalartige Strukturen/Kavitäten/Ausnehmungen freigehalten oder z. B. durch Fräsen aus dem Vollmaterial geschaffen. In diese Ausnehmungen werden Rohre oder Schläuche aus einem geeigneten Material, z. B. Alu-Plast, Kupfer, rostfreier Stahl so eingelegt und befestigt, dass die Rohrenden aus dem Block herausführen und als Anschlüsse dienen. Die Rohre oder Schläuche werden in den Ausnehmungen mit einem natürlichen Material eingebettet, wie z. B. trockener Lehm, eine Lehmpaste, Sägespäne, feiner Sand. Dieses Material unterstützt den Wärmetransport von den Speicherleitungen zu den Nutzfluidleitungen.
Durch die Rohre oder Schläuche der Speicherleitungen wird bei Bedarf Wasser oder ein Kühlflüssigkeit aus einem Verteilersystem gepumpt. So kann Wärme oder Kälte in den Wärme/Kältespeicher hineintragen oder Wärme oder Kälte aus dem Block heraustragen werden, je nach Bedarf. Durch Temperatursensoren im Block und durch eine Steuerelektronik oder eine Computersteuerung kann sichergestellt werden, dass stets die optimale Speichernutzung für die Speicherung oder die Entnahme von Wärme angesteuert wird. Dies kann z. B. über Magnetventile oder über Ventile mit dem Prinzip der thermischen Expansion erfolgen.
Zusätzlich sind im Blockinneren parallel zu den Rohren für den Wärmeaustausch in Form der Speicherleitungen oder alternativ in anderen Lagen der Struktur weitere Rohre als Nutzfluidleitungen verlegt, durch die z. B. unmittelbar Brauchwasser zur Erwärmung geleitet wird. So kann die Wärmeenergie für das Brauchwasser für z. B. ein Bad bereits in den Wänden des Badezimmers gespeichert werden. Wärmeverluste heizen dabei unmittelbar den Raum. Verluste durch lange Brauchwasserleitungen werden vermieden.
Bei Kombination der Energiespeicherung mit einer in die Wand integrierten Anlage für Zu- und Abluft kann die Zuluft mit der gespeicherten Wärmeenergie bereits vorerwärmt oder – im Falle eines gekühlten Speicherelements – vorgekühlt werden. Es ist hierbei auch möglich, der Abluft die Wärme z. B. über eine Wärmepumpe oder über Peltier-Elemente zu entziehen bzw. diese als kühlendes Medium zu nutzen. In der Kombination ist so ein Zu- und Abluft-System mit thermischer Rückgewinnung sowohl für Heizung als auch für Kühlung darstellbar. Bei diesem System wird die Luft z. B. dezentral ein- und ausgeleitet, wodurch lange Luftkanäle mit der Gefahr von Luftverschmutzung durch Keime oder Pilze, Kondensation sowie Geräuschübertragung vermieden werden. Die ein- und austretenden Luft kommt überwiegend in Kontakt mit natürlichen Materialien und wird nur über kurze Wege transportiert. Die Be- und Entlüftung orientiert sich hier an dem realen Lüftungsbedarf, d. h. z. B. am Feuchtegehalt der Luft, am CO2-Niveau und an anderen möglichen Verunreinigungen oder Schadstoffen.
Die Erfindung ist anhand der Ausführungsbeispiele in der Beschreibung und in der Zeichnung lediglich exemplarisch dargestellt und nicht darauf beschränkt, sondern umfasst alle Variationen, Modifikationen, Substitutionen und Kombinationen, die der Fachmann den vorliegenden Unterlagen insbesondere im Rahmen der Ansprüche und der allgemeinen Darstellungen in der Einleitung dieser Beschreibung sowie der Beschreibung der Ausführungsbeispiele entnehmen und mit seinem fachmännischen Wissen sowie dem Stand der Technik kombinieren kann. Insbesondere sind alle einzelnen Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung kombinierbar.
Bezugszeichenliste

1: Fertigbauelement
2: erstes Massivholzelement
3: Aufnahmeseite
4: kanalartige Aufnahmeaussparungen
5: zweites Massivholzelement
6: Gegenseite
7: Massivholzdübel
8: Speicherleitung
9: Wärme/Kältespeicher
10: Nutzfluidleitung
11: kanalartige Aufnahmeaussparungen
12: kanalartige Aufnahmeaussparungen
13: Luftzufuhrsystem
14: steuerbare Einlässe
15: steuerbare Auslässe
16: Ventilklappen
17: Ventilklappen
18: Schalter oder Regler
19: Schalter oder Regler
20: Ventilator
21: Schalter oder Regler
22: Massivholzbretter
23: Massivholzbretter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2390433 A1 [0003]

Claims

Fertigbauelement (1), das wenigstens ein erstes Massivholzelement (2), das in einer Aufnahmeseite (3) wenigstens eine kanalartige Aufnahmeaussparung (4) hat, und ein zweites Massivholzelement (5) enthält, das die kanalartige Aufnahmeaussparung (4) des ersten Massivholzelementes (2) überdeckend mit einer Gegenseite (6) gegen die Aufnahmeseite (3) des ersten Massivholzelementes (2) anliegt und mit dem ersten Massivholzelement (2) leimfrei durch gleichzeitig in beide Massivholzelemente (2, 5) eingreifende Massivholzdübel (7) fest verbunden ist, wobei in der wenigstens einen kanalartigen Aufnahmeaussparung (4) eine Speicherleitung (8) eines Wärme/Kältespeichers (9) untergebracht ist, und wobei zumindest eine Nutzfluidleitung (10) von dem ersten und/oder dem zweiten Massivholzelement (2, 5) umgeben oder gebildet ist und für einen Wärme/Kälteaustausch zwischen der Speicherleitung (8) und einem Nutzfluid direkt oder indirekt mit der Speicherleitung (8) in Kontakt ist.
Fertigbauelement (1) nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Durchlass (steuerbare Ein- und Auslässe 14, 15) für die Nutzfluidleitung 10 oder das Nutzfluid in der zur Aufnahmeseite (3) des ersten Massivholzelements (2) entgegengesetzt liegenden Seite des ersten Massivholzelements (2) und/oder in der zur Gegenseite (6) des zweiten Massivholzelements (5) entgegengesetzt liegenden Seite des zweiten Massivholzelements (5) vorgesehen ist.
Fertigbauelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Nutzfluidleitung (10) manuell oder automatisch steuerbare Ventileinrichtungen (steuerbare Ein- und Auslässe 14, 15; Ventilklappen 16, 17) zugeordnet sind.
Fertigbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nutzfluidleitung (10) Bestandteil einer Wandheizung ist, die innerhalb oder außerhalb eines Massivholzelements (2, 5) nahe dessen zur Aufnahmeseite (3) oder zur Gegenseite (6) entgegengesetzt liegenden Seite vorgesehen ist.
Fertigbauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Nutzfluidleitung (10) an einem Heizkörper angeschlossen oder anschließbar ist, der an oder nahe an der zur Aufnahmeseite (3) oder zur Gegenseite (6) entgegengesetzt liegenden Seite eines Massivholzelements (2, 5) angeordnet ist.
Fertigbauelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Nutzfluidleitung (10) an eine Brauchwasserleitung angeschlossen oder anschließbar ist, die insbesondere innerhalb eines der Massivholzelemente (2, 5) angeordnet ist.
Fertigbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Speicherleitung (8) und die Nutzfluidleitung (10) überwiegend nahe beieinander oder aneinander anliegend parallel zueinander oder eine in der anderen liegend koaxial verlaufen.
Fertigbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nutzfluidleitung (10) wenigstens eine Luftleitung enthält, die Bestandteil eines Umluftsystems ist, mit dem Luft in einem von dem Fertigbauelement (1) begrenzten Raum entsprechend der Funktion des Wärme/Kältespeichers (9) erwärmt oder abgekühlt werden kann, oder Bestandteil eines Luftzufuhrsystems (13) ist, mit dem Luft von außerhalb eines von dem Fertigbauelement (1) begrenzten Raums entsprechend der Funktion des Wärme/Kältespeichers (9) erwärmt oder abgekühlt dem Raum zugeführt werden kann.
Fertigbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nutzfluidleitung (10) wenigstens eine Luftleitung enthält, die Bestandteil eines Umluftsystems ist, mittels dem aus Luft aus einem von dem Fertigbauelement (1) begrenzten Raum oder von außerhalb eines von dem Fertigbauelement (1) begrenzten Raums Wärme oder Kälte an den Wärme/Kältespeicher (9) abgegeben werden kann.
Fertigbauelement (1) nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Luftleitung steuerbare Ein- und Auslässe (14, 15) in der zur Aufnahmeseite (3) und/oder zur Gegenseite (6) entgegengesetzt liegenden Seite eines Massivholzelements/beider Massivholzelemente (2, 5) aufweisen.
Fertigbauelement (1) nach Anspruch 10, wobei die steuerbaren Ein- und Auslässe (14, 15) mit den steuerbaren Ein- und Auslässe anderer gleichartiger Fertigbauelemente zur gemeinsamen und gleichsinnigen Funktion koppelbar sind und/oder an eine zentrale Steuerung anschließbar sind.
Fertigbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Speicherleitung (8) über steuerbare Ventile (Ventilklappen 16, 17) an ein Verteilersystem angeschlossen oder anschließbar sind.
Fertigbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Speicherleitung (8) ein Schlauch oder ein Rohr, insbesondere aus Alu-Plast, Kupfer oder rostfreiem Stahl o. dgl. ist.
Fertigbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nutzfluidleitung (10) ein Schlauch oder ein Rohr, insbesondere aus Alu-Plast, Kupfer oder rostfreiem Stahl o. dgl., oder eine Ausnehmung (11; 12) oder Bohrung in wenigstens dem ersten oder dem zweiten Massivholzelement (2, 5) ist.
Fertigbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufnahmeaussparung (4; 11; 12) um die Speicherleitung (8) und/oder die Nutzfluidleitung (10) herum ein natürliches Material, insbesondere trockenen Lehm, Lehmpaste, Sägespäne oder Sand o. dgl. enthält.
Fertigbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufnahmeaussparung (4; 11; 12) um die Speicherleitung (8) und/oder die Nutzfluidleitung (10) herum ein Material enthält, das bei einer vorgegebenen Temperatur einen Phasenübergang durchläuft, womit Latentwärme-Effekte in die Wärmespeicherkapazität des Wärme/Kältespeichers einbezogen werden.
Fertigbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehr als ein erstes Massivholzelement (2) mit wenigstens einer kanalartigen Aufnahmeaussparung (4) vorgesehen ist.
Fertigbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich um ein Fertigbauelement (1) für eine Innenwand, eine Außenwand, ein Deckenelement oder ein Dachelement für ein Gebäude handelt.
Fertigbauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Massivholzelement (2, 5) aus parallel aneinander anliegenden Massivholzbrettern (22, 23) besteht und die Massivholzbretter (22, 23) aneinander angrenzender Massivholzelemente (2, 5) unter einem Winkel α, mit 0° < α < 180°, zueinander verlaufen.