Die Erfindung bezieht sich auf eine Heiz- und / oder Warmwasserbereitungsanlage mit einer Einrichtung zur Aufwärmung von Wasser unter dem Einfluss von Umweltenergie, welches Wasser in einem Behälter, beispielsweise einer Regenwasser- Zisterne od. dgl. speicherbar ist, ferner mit einer Wärmepumpe, mit einem ersten, externen Kühlmittelkreislauf mit einem Wärmetauscher der von Wasser aus einer Regenwasser-Zisterne od. dgl. gespeist ist, in welchem Wärmetauscher von der Wärmepumpe kommendes kaltes Medium erwärmt und zur Wärmepumpe zurückgeführt wird, wobei bei gegebenenfalls im Erdreich versenkter Zisterne das Zisternenwasser durch Wärmeaustausch durch die Zisternenwandung dem umgebenden Erdreich Wärme entzieht und damit das Wasser wieder anwärmt und eine Pumpe vorgesehen ist, mit welcher Wasser aus der Zisterne auf ein Dach förderbar ist, wo es im oberen Bereich der Dachfläche, insbes. gleichmäßig, verteilbar ist und das über die Dachhaut fließende Wasser in Dachrinnen sammelbar und in die Zisterne rückführbar ist

Unter dem oben verwendeten Begriff „Umweltenergie" ist Energie aus den verschiedensten Quellen subsumiert: zunächst Energie aus direkter Sonneneinstrahlung, aber auch Energie aus diffuser Strahlung, Wärmeeintragung durch warme Umgebungsluft, wobei der Wärmeübergang durch Wind unterstützt sein kann und schließlich noch die Wärme, die infolge einer nicht völlig perfekten Wärmedämmung des Hauses durch das Dach entweicht.

Wärmepumpen stellen für Niedertemperatur- und Warmwasserbereitungsanlagen eine besonders elegante und energiesparende Einrichtung dar. Sie sind in der Lage, Wärme von einem niederen Temperaturniveau, z.B. Brunnenwasser von beispielsweise 10 0C auf eine Temperatur von 30-50 0C zu pumpen. Je nach den Parametern einer solchen Anlage können Leistungszahlen von bis 6 erreicht werden. (Die Leistungszahl gibt an, um wie viel größer die Wärmeleistung der Anlage im Vergleich zur zugeführten elektrischen Leistung ist). Leistungsfähige sogen. Wasser / Wasser- Wärmepumpen setzen aber eine Zufuhr von nicht unerheblichen Wassermengen voraus, welche typisch aus Brunnen gewonnen werden. Das in der Wärmepumpe abgekühlte Wasser muss anschließend über Schluckbrunnen wieder dem Grundwasser zugeführt werden. Dies ergibt im allgemeinen nicht nur extrem hohe Investitionen, sondern wird zunehmend im Hinblick auf das Risiko einer Grundwasserverseuchung von den Behörden abgelehnt.

Eine andere Methode ist, der Umgebungsluft Wärme zu entziehen. Diese Anlagen setzen einen sehr hohen Luftdurchsatz voraus, was zu eher bescheidenen Leistungszahlen und zu beträchtlicher Lärmemission führen kann. Im Winter kommt es typisch zu Vereisungen der Wärmetauscher, die ein regelmäßiges Abtauen erforderlich machen, was die Durchschnittsleistungszahl weiter reduziert.

Um die Probleme des hohen Wasserbedarfes bei Wasser / Wasseranlagen zu lösen und gleichzeitig die Leistungszahl zu verbessern, wurde in der DE 101 39 065 Al eine Variante zu den bisherigen Systemen vorgeschlagen. Gemäß dieser Veröffentlichung ist ein auf einem Dach montierter Solarkollektor vorgesehen, der mit einem Wasserspeicher in Verbindung steht, dessen erwärmtes Wasser den Verdampfer einer Wärmepumpe erwärmt und diese die zugeführte Wärme auf ein höheres Temperaturniveau pumpt.

Einrichtungen dieser Art haben sich in der Praxis als nicht ganz unproblematisch erwiesen:

Durch diese Lösung waren wohl Verbesserungen möglich, die Umweltproblematik ist aber geblieben, wohl aber mit einer anderen Argumentation: Um ein Einfrieren des Systems, insbes. des Solar-Kollektors im Winter zu vermeiden, ist es nämlich erforderlich, das Wasser in diesem Kreis mit einem Frostschutzmittel, z.B. mit Glykol oder mit Natriumchlorid zu versehen. Kommt es in diesem System zu einer Undichtheit, so kann eine relativ große, mit Frostschutz kontaminierte Wassermenge austreten und schließlich in das Grundwasser gelangen.

Dies ist der Grund warum, die Behörden zunehmend die Genehmigung auch für solche Anlagen, nicht nur in Wasserschutzgebieten sondern auch in vielen anderen Gebieten mit einer schützenswerten Umwelt ablehnen.

Ein anderer Grund, der vor allem die Hauseigentümer und potentielle Errichter vor solchen Anlagen abschreckt, ist zum einen die ungünstige Optik: Die entweder aus verglasten Kästen, welche die eigentlichen Kollekoren umschließen oder aus schwarzen Kunststoff bestehenden Absorber müssen auf der Dachhaut montiert werden und kontrastieren im allgemeinen sehr stark mit der aus Dachsteinen, Ziegeln oder farbig beschichteten Alu-Platten bestehenden Dachhaut, so dass das Aussehen eines Hauses mit einer solchen Anlage von einem ästhetischen Standpunkt aus stark beeinträchtigt ist. Im Hinblick auf den relativ hohen Preis solcher Kollektoren aber auch aus ästhetischen Gründen wird daher versucht, mit einer minimalen Kollektorfläche das Auslangen zu finden, was aber im Jahresschnitt eine geringe Leistungszahl der Wärmepumpe ergibt.

Man hat schon vorgeschlagen, die Erwärmung von Dächern durch eine Berieselung mit Wasser zu nutzen und das auf diese Weise erwärmte Wasser in eine Zisterne einzuleiten. Durch eine Pumpe wird Zisternenwasser durch einen Wärmetauscher zu den Verteilerrohren auf den Dachflächen gefördert. Solche Anlagen sind beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 33 10 228, der französischen Patentanmeldung FR 2 566 032 beschrieben. Ähnliche Anlagen sind Gegenstand der US Patente US 4 340 036, der US 4 052 975 und der US 2 660 863. Anlagen dieser Art arbeiten zufrieden stellend, solange das Zisternenwasser eine Temperatur deutlich über 0 0C aufweist. Probleme treten jedoch auf, wenn die Temperatur des Zisternenwassers in den Bereich von 0 0C absinkt. Vor allem in den Monaten Jänner und Februar treten in zahlreichen Regionen Mitteleuropas fallweise Wetterbedingungen auf, bei welchen infolge Nebel eine Erwärmung der Dachfläche durch direkte und weitgehend auch durch indirekte Strahlung ausbleibt und die Lufttemperaturen unter 0 0C liegen. Gerade bei diesen Bedingungen ist der Wärmebedarf hoch, kann aber durch die oben beschriebenen Anlagen nicht oder nur zu einem kleinen Teil gedeckt werden, so dass auf eine Zusatzheizung, im allgemeinen eine elektrische Heizung zurückgegriffen werden muss. Die Leistungszahl der Anlage liegt dann im Bereich von 1 und führt zu einer Verschlechterung der Jahresleistungszahl, die für die Beurteilung der Effizienz einer Heizanlage entscheidend ist.

Bei einer Anordnung des Wärmetauschers wie er etwa in der DE 33 10 228 gezeigt ist, kommt es bei diesen Temperaturen zu einer Vereisung des Wärmetauschers beginnend bei der Zuleitung der in der Wärmepumpe auf beispielsweise -4 °C abgekühlten Sole. Eine solche Eisbildung ist bei Nutzung der Latentwärme des Wassers unvermeidlich, entscheidend ist aber, dass die Bildung größerer, massiver Eisvolumina vermieden wird. Ziel der Erfindung ist es, auf einem Wärmetauscher mit relativ großer Oberfläche Eisschichten zu erzeugen, die ihrerseits eine große Oberfläche aufweisen. Die Verschlechterung des Wärmeüberganges durch die Eisschichten wird durch eine entsprechend großzügigere Dimensionierung des Wärmetauschers kompensiert. Unter diesen, im Laufe eines Jahres nur relativ selten auftretenden, ungünstigen Wetterbedingungen muss wohl eine kurzzeitige Reduktion des Momentanwertes der Leistungszahl der Anlage hingenommen werden. Wesentlich ist aber, dass sofort bei Einleitung von etwas wärmeren Wasser in die Zisterne die Eisschichten zufolge ihrer großen Oberfläche schnell abgetaut werden und damit die Momentan-Leistungszahl wieder erhöht wird. Die bei Nutzung der Latentwärme fallweise auftretende Vereisung des Wärmetauschers bleibt damit auf die Jahresleistungszahl der Anlage, die für deren wirtschaftlichen Betrieb maßgebend ist, ohne nennenswerten Einfluss.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der Wärmetauscher aus einer Reihe von Segmenten aufgebaut ist, die je über einen Vor- und einen Rücklaufsammler verfugen, welche durch die eigentlichen röhr- bzw. plattenförmigen, im wesentlichen parallel verlaufenden Wärmetauschelemente miteinander verbunden, vom Zisternenwasser umspült und vom Kühlmittel der Wärmepumpe durchströmbar sind, wobei die benachbarten Wärmetauschersegmente gegensinnig durchströmbar sind und die Vor- und die Rücklaufsammler der benachbarten Segmente unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, ferner mit einer insbes. elektronischen Steuerung, die in Abhängigkeit von Signalen von Temperatursensoren an der Dachfläche, in der Zisterne und / oder in Leitungen die Pumpe und eventuelle Ventile steuert, so dass im Normalbetrieb Wasser aus der Zisterne auf das Dach gefördert, dort erwärmt und in die Zisterne zurückführbar ist, bei Gefahr des Frierens des Wassers in den Verteilerrohren oder auf der Dachhaut die Pumpe und Ventile so gesteuert werden, dass die Förderung des Wassers zum Dach unterbrochen wird und die Verteilerrohre und gegebenenfalls auch deren Zuleitungen entleert werden und vorzugsweise die Pumpe für ein Umwälzung des Wassers in der Zisterne sorgt, so dass Wärmekapazität des Wassers der Zisterne inklusive zumindest eines Teiles der Latentwärme desselben und gegebenenfalls die durch die Zisternenwand zugeführte Erdwärme nutzbar ist.

Eine solche Lösung erfordert nur geringe Investitionen, so dass im allgemeinen die gesamte Dachfläche zur Erwärmung des Sekundärwassers genutzt werden kann, zumindest aber die Flächen, deren Ausrichtung eine hohe Einstrahlung ergibt (Ost,- Süd- oder die Westseite). Ein weiterer Vorteil dieser Lösung ist, dass das Dach durch diese Nutzung der Solarenergie in keiner Weise optisch beeinträchtigt wird, da die Dachhaut selbst als Wärmequelle genutzt wird und in einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung die Verteilerrohre zur gleichmäßigen Berieselung der Dachhaut, verdeckt in Firstreitern angeordnet werden können.

Auch bezüglich der Umweltaspekte weist der Erfindungsgegenstand wesentliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Gemäß der Erfindung wird für die Füllung der Zisterne reines Wasser, insbes. Regenwasser benutzt, so dass auch im Falle einer Undichtheit des Systems die Umwelt nicht belastet, vor allem das Grundwasser nicht verseucht werden kann. Es ist daher auch zulässig den Überlauf der Zisterne ins Grundwasser einzuleiten. Gemäß einer Alternative zu dem oben beschriebenen Erfindungsgegenstand ist der Wärmetauscher als Gegenstromwärmetauscher ausgebildet ist, der einerseits vom Medium aus dem Verdampferkreis der Wärmepumpe und andererseits vom Zisternenwasser durchströmbar ist. Das aus dem Wärmetauscher austretende, abgekühlte Zisternenwasser wird über ein Ventil zu den Verteilerrohren am Dach gefördert und auf der Dachfläche fein verteilt. Zwischen der Zuleitung zu den Verteilerrohren und der Zisterne ist eine Verbindungsleitung mit einem Ventil vorgesehen, die vor dem Ventil in die Zuleitung zu den Verteilerrohren einmündet. Die Anlage verfugt ferner über eine insbes. elektronische Steuerung, die in Abhängigkeit von Signalen von Temperatursensoren an der Dachfläche, in der Zisterne und / oder in Leitungen, die Pumpe und die Ventile so steuert, dass im Normalbetrieb Wasser aus der Zisterne auf das Dach gefordert wird, dort erwärmt und in die Zisterne zurückführbar ist, bei Gefahr des Einfrierens der Verteilerrohre und der Dachhaut die Ventile und die Pumpe so steuert, dass das im Gegenstromwärmetauscher abgekühlte Zisternenwasser über das geöffnete Ventil unmittelbar in die Zisterne rückführbar ist, so dass die Wärmekapazität des Wassers in der Zisterne inklusive zumindest eines Teiles der Latentwärme desselben und gegebenenfalls die durch die Zisternenwand zugeführte Erdwärme nutzbar ist. Wesentlich bei dieser Variante der Erfindung ist, dass die sich bei Nutzung der Latentwärme des Wassers bildenden Eiskristalle durch die Strömung aus dem Wärmetauscher in die Zisterne gespült werden und eine Eisbildung im Gegenstromwärmetauscher verhindert wird.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Gegenständen der nachgeordneten Patentansprüche 2 und 3 und 5 bis einschließlich 13.

In den Patenansprüchen 14 bis 17 wird ein Verfahren zum Betrieb einer Heizungs- und Warmwasserbereitungsanlage mit einem Wasserbehälter, insbes. die Zisterne beschrieben, die zunächst mit vorzugsweise Regenwasser gefüllt wird, worauf dieses Wasser über einen Wärmetauscher, in welchem die von einer Wärmepumpe kommende kalte Sole od. dgl. erwärmt wird und im Normalbetrieb mittels einer Pumpe od. dgl. gegebenenfalls periodisch auf ein Dach geleitet und anschließend auf diesem od. dgl. gegebenenfalls periodisch auf ein Dach geleitet und anschließend auf diesem fein verteilt wird, wobei das an der Dachhaut erwärmte Wasser in einer Regenrinne gesammelt und zum Wasserbehälter zurückgeleitet wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung werden bei Gefahr des Einfrierens des Wassers, insbesondere bei Dachhauttemperaturen kleiner 1°C die Verteilerrohre und die Zuleitungen entleert und durch Schließen der Ventile abgesperrt. In diesem Betriebszustand wird die Wärmekapazität des Zisternenwassers inklusive zumindest eines Teiles der Latentwärme desselben und bei in der Erde versenkt angeordneter Zisterne die durch die Erdwärme der Zisterne zugeführte Wärme zur Erwärmung der Sole od. dgl. der Wärmepumpe herangezogen. Durch entsprechende Steuerung der Pumpe und der Ventile kann eine Durchmischung des Wassers in der Zisterne erreicht werden, so dass lokale Unterkühlungen desselben weitgehend vermieden werden. Vorteilhaft wird im Sommerbetrieb, insbes. bei abgeschalteter Wärmepumpe die Förderpumpe eingeschaltet, wobei das über die Dachhaut laufende, kühlere Zisternenwasser direkt und zusätzlich durch Verdunstung eine Kühlung des Daches bewirkt und bei im Erdreich versenkter Zisterne durch das vergleichsweise warme Zisternenwasser das umgebende Erdreich erwärmt wird, welches zusätzlich Wärme im Wärmepumpenbetrieb teilweise zur Erwärmung des Zisternenwassers zur Verfügung stellt. Ein wesentlicher Gesichtpunkt des neuen Verfahrens ist, dass die Dachhaut möglichst von Schnee freigehalten wird, da durch die thermische Isolationswirkung des Schnees keine Wärme aus dem Umfeld auf das Dach übertragen werden könnte. Um dies zu vermeiden, kann über einen Schneesensor, oder einen insbes. von Hand betätigbaren Schalter die Berieselung der Dachfläche eingeschaltet werden, so dass bei Schneelage bzw. Schneefall der Schnee sofort abgetaut und das Dach damit von Schnee befreit wird. Das Abtauen des Schnees kann aber auch mit anderen Mitteln, wie beispielsweise Heizkabel erfolgen, wie sie etwa für Dachrinnenheizungen eingesetzt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele und unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Die Fig.l zeigt schematisch eine Anlage gemäß der Erfindung, die Figuren 2a bis 2c stellen eine erste Ausfuhrung eines Wärmetauschers in verschiedenen Ansichten dar. Die Figuren 3 und 4 zeigen Varianten von Wärmetauschern in achsionometrischer Darstellung, die Fig. 5 das zugehörige Einbauschema. In den Figuren 6 und 7a, 7b sind verschiedene Varianten von Verteilerrohren dargestellt Die Fig.8 veranschaulicht schließlich eine Variante der erfindungsgemäßen Anlage, die Fig.9 zeigt ein Detail derselben.

Die Fig. 1 zeigt schematisch eine Heiz- und Warmwasserbereitungsanlage beispielsweise für ein Einfamilienhaus. Das Haus verfugt über ein Pultdach mit einer Dachhaut auf der der Sonne zugekehrten Seite (Süd bzw. West) 1. Im oberen Bereich des Daches ist ein Wasserverteilungsrohr 5 angeordnet. Ein solches Rohre 5 ist im Detail in der Fig. 6 dargestellt. Das Verteilerrohr ist aus rostfreiem Stahl oder Kunststoff ausgeführt und besitzt an den dem Anspeiserohr 3 abgewendeten Enden je einen vertikal nach oben gerichteten Rohrstutzen 65. An der Unterseite weist das Verteilerrohr 5 eine Reihe von kleinen Bohrungen 66 auf, durch welche das Wasser gleichmäßig über die Dachfläche verteilt wird. Die beiden Äste des Verteilerrohres 5 können zu den Rohrstutzen 65 hin eine geringe Steigung aufweisen. Der Druck der Förderpumpe 15 ist so eingestellt, dass sich der Wasserspiegel in den beiden Rohrstutzen 65 etwa in halber Höhe befindet. Das Wasser tritt daher entlang des ganzen Rohres 5 aus den Bohrungen 66 mit einem geringen, definierten Druck aus. Bei Abschalten der Pumpe entleert sich das Rohr 5 vollständig, so dass es bei Frost nicht zu einer Vereisung desselben kommen kann. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist, dass die Ausrichtung der Verteilerrohre am Dach relativ unkritisch ist. Der Zulaufdruck kann gegebenenfalls auch mit entsprechenden Drosseln eingestellt werden.

Das über die Dachfläche rieselnde Wasser wird in der Regenrinne 7a gesammelt. Das Wasser wird durch Regenrohre 7b einer Zisterne 11 zugeleitet. Diese Zisterne ist mit Regenwasser gefüllt, lediglich bei der Inbetriebnahme der Anlage wird man diese im Allgemeinen, zumindest teilweise, mit Wasser aus einer Nutz- bzw. Trinkwasserleitung befüllen müssen. In der Zisterne 11 ist ein schematisch dargestellter Wärmetauscher 67 angeordnet. Durch diesen zirkuliert die Sole (oder sonst ein geeignetes, frostsicheres Medium) einer Wärmepumpe 24, deren Verbraucherkreis mit 22, 23 bezeichnet ist. (Einzelheiten einer solchen Wärmepumpenanlage werden im Folgenden an Hand der Fig. 8 näher erläutert.) Die im nicht dargestellten Verdampfer der Wärmepumpe abgekühlte Sole, welche bei 21 aus der Wärmepumpe austritt, wird durch eine ebenfalls nicht dargestellte Umwälzpumpe durch den Wärmetauscher 67 gepumpt. Wie insbesondere in den Fig. 2a-2c gezeigt wird, ist der Wärmetauscher 67 aus zwei Segmenten bzw. Modulen aufgebaut, die aus einer Vielzahl von Wärmetauscherelementen 70 bestehen. Jedes dieser Wärmetauscherelemente umfasst einen Vorlaufsammler 71, der durch eine Reihe von parallelen Rohren 68 mit einem Rücklaufsammler 72 verbunden ist. Die Rohre 68 sind U-fbrmig gebogen, so dass zwischen benachbarten, von Vorlaufsammlern 71 ausgehenden Rohrreihen die zu den Rücklaufsammlern 72 führenden Rohre angeordnet sind. Ist das Zisternenwasser auf eine Temperatur nahe dem Gefrierpunkt abgekühlt, was insbesondere bei Nutzung der Latentwärme des Zisterneninhaltes der Fall ist, so werden sich an den Rohrteilen nahe dem Einlaufsammler 71, wo die Sole die tiefste Temperatur hat, Eisschichten bilden. Die Vereisung schreitet entlang der Rohre 68 kontinuierlich fort. Die Bereiche nahe den Rücklaufsammlern 72 bleiben am längsten eisfrei. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, dass sich kein massiver Eisblock an den Sammlern bildet, der zufolge seiner relativ geringen Oberfläche dann nur schwer wieder abgetaut werden kann. Die an den Rohrbündeln anhaftenden Eisschichten weisen vielmehr eine relativ große Oberfläche auf und können, sobald sie von etwas wärmerem Wasser umspült werden, rasch abgetaut werden, wodurch sich die Leistungszahl der Anlage wieder verbessert. Die Gesamtoberfläche der Wärmetauscherrohre 68 wird so dimensioniert, dass auch bei mäßiger Vereisung derselben (Eisdicke < 5-6 mm) noch eine akzeptable Leistungszahl der Anlage erreicht werden kann. Bei einer solchen Auslegung wird der Wärmeübergang primär durch das Wärmeleitvermögen der Eisschicht bestimmt und nicht so sehr von dem des Rohrwerkstoffes. Neben den für Wärmetauscher vielfach gewählten metallischen Werkstoffen, eignen sich somit im vorliegenden Fall auch Kunststoffe, wie Polypropylen oder Polyäthylen. Ist die Dachhaut 1 wärmer als das Zisternenwasser bleibt die Umwälzpumpe 15 in Betrieb und pumpt Wasser aus der Zisterne auf die Dachfläche. Gesteuert wird die Pumpe 15 von einer elektronischen Regelung 35, welche die Signale von Temperatursensoren 33 an der Dachhaut 1 und von einem solchen Sensor 32 im Zisternenwasser empfängt. Erreicht beispielsweise an einem Wintertag das Dach 1 in der Sonne Plusgrade und ist wärmer als das Zisternenwasser, so wird durch die Steuerung 35 die Pumpe 15 eingeschaltet. Liegt die Dachhauttemperatur aber unter 0 °C, so dass es zu einem Einfrieren des Verteilerrohrs 5 und teilweise auch des Zufuhrrohrs 3 kommen könnte, wird die Pumpe 15 abgeschaltet.. Das in den Rohren befindliche Wasser fließt dann durch die Pumpe in die Zisterne zurück.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage ist, dass die Wärmekapazität des Zisternenwassers nahezu restlos genutzt werden kann: Das Wasser kann nicht nur auf O0C abgekühlt werden, man kann auch zumindest teilweise einen Teil der Latentwärme des Wassers beim Übergang vom flüssigen in den festen Aggregatzustand nutzen. Da bei Wasser diese Latent- oder Schmelzwärme 82 kWh / m3 beträgt, steht bei einer typischen Zisternengröße von 10-15 m3 ein gewaltiges zusätzliches Energiepotential zur Verfügung.

In den Figuren 3 und 4 sind zwei verschiedene Alternativen zu dem in den Figuren 1 und, 2 gezeigten Wärmetauschermodulen dargestellt, die vor allem eine bessere Zugänglichkeit bei der Montage und bei Wartungsarbeiten ergeben. Gemäß Fig.3 sind die Rohre 68 entlang von Zylinderflächen angeordnet und von vertikal verlaufenden Vorlaufsammlern 71 angespeist. Die Rücklaufsammler verlaufen ebenfalls vertikal. Die Rohre 68 werden durch nicht dargestellte Abstandshalter in ihrer Lage gesichert. Wie in Fig. 5 schematisch gezeigt wird, sind eine Reihe dieser Module 73 mit vertikaler Achse in der Zisterne eingebaut. Die Module sind im Durchmesser kleiner als die lichte Weite des Mannloches 74, so dass sie bei der Montage bequem eingefahren werden können. In einem Sektor der Zisterne 11 ist die als Tauchpumpe ausgebildete Pumpe 15 angeordnet, 7b bezeichnet den Zulauf vom Dach, mit 74 ist ein Filterkorb bezeichnet, in welchem Verunreinigungen des vom Dach kommenden Wassers zurückgehalten werden.

In der Variante gemäß der Fig.3 sind die Module 73 spiralförmig ausgebildet: die zwischen den vertikalen Vor- und Rücklaufsammlern 71 bzw. 72 horizontal verlaufenden Rohre werden zunächst U-förmig gefaltet und dann spiralförmig eingerollt und durch nicht dargestellte Abstandshalter gesichert. Die Montage in der Zisterne erfolgt wieder gemäß der Fig. 5.

Die Fig. 8 zeigt schematisch eine alternative Heiz- und Warmwasserbereitungsanlage beispielsweise für ein Einfamilienhaus. Das Haus verfugt über ein Dach mit einer Dachhaut auf der der Sonne zugekehrten Seite (Süd bzw. West) 1 und auf der von der Sonne abgewendeten Seite (Nord bzw. Ost) 2. Der First 51 des Daches weist sogen. Firstreiter 52 auf, welche Wasserverteilungsrohre 5 und 6 umschließen. Ein kleiner Abschnitt dieser Rohre 5,6 ist im Detail in den Fig. 7a und 7b dargestellt, wobei die Fig. 7a einen Teil dieser Rohre in Draufsicht zeigt, während Fig. 7b einen Querschnitt durch ein solches Rohr veranschaulicht. Die Verteilerrohre 5 und 6 sind als Wellrohre aus rostfreiem Stahl oder Kunststoff ausgeführt und sind an ihrer Oberseite geschlitzt oder mit Bohrungen versehen, so dass das durch die Rohre 5 und 6 zugeführte Wasser im wesentlichen drucklos austritt und fein verteilt über die Dachhaut 1,2 nach unten fließt und schließlich in der Regenrinne 7a gesammelt wird. Das Wasser wird durch Regenrohre 7b einer Zisterne 11 zugeleitet. Mit 29 ist ein in der Zisterne 11 angeordneter Schwimmer bezeichnet, der ein Überlaufventil und bzw. oder eine Wasserstandsanzeige (nicht dargestellt) steuert. In der Zisterne 11 ist ein Gegenstromwärmetauscher 18 angeordnet, der koaxial aufgebaut ist. Durch das Innenrohr 17 des Wärmetauschers 18 zirkuliert die Sole (oder sonst ein geeignetes, frostsicheres Medium) einer Wärmepumpe 24. Die im nicht dargestellten Verdampfer der Wärmepumpe abgekühlte Sole, welche bei 21 aus der Wärmepumpe austritt, wird durch eine Umwälzpumpe 16 durch das Innenrohr 17 des Wärmetauschers gepumpt. Das Rohr 17 ist von einem koaxialen, äußeren Rohr ummantelt, durch welches durch eine Umwälzpumpe 15 Regenwasser aus der Zisterne 11 ansaugt, welches im Gegenstromkühler 18 abgekühlt und schließlich über die Leitungen 3 und 4 den Verteilerrohren 5 und 6 zugeleitet wird. Das Regenwasser des Sekundärkreises kann am Ausgang des Wärmetauschers 18 unter bestimmten Voraussetzungen eine Temperatur von 0 0C annehmen, im Extremfall kann diese Temperatur sogar geringfügig unterschritten werden. Ist die Wärmepumpe nicht in Betrieb, die Dachhaut 1,2 aber wärmer als das Zisternenwasser bleibt die Umwälzpumpe 15 in Betrieb und pumpt Wasser aus der Zisterne auf die Dachflächen. Gesteuert wird die Pumpe 15 von einer elektronischen Regelung 35, welcher die Signale von Temperatursensoren 33,34 an der Dachhaut 1 bzw. 2 und von einem solchen Sensor 32 im Zisternenwasser empfängt. Liegt beispielsweise an einem kalten Wintertag das Dach 1 in der Sonne und erreicht einige Plusgrade, während sich das im Schatten liegende Dach 2 im Frostbereich befindet, so wird durch die Steuerung 35 das motorisch betätigte Ventil 27 b geschlossen. Liegt die Dachhaut-Temperatur auf beiden Dachhälften im Bereich der Temperatur des Zisternenwassers oder darunter wird die Pumpe 15 stillgesetzt, so dass sich die Rohre 3,4 und 5,6 zumindest teilweise durch die Pumpe 15 entleeren werden. Liegt die Dachhauttemperatur auf beiden Dachhälften 1,2 unter 0 0C, so dass es zu einem Einfrieren der Verteilerrohre 5,6 und teilweise auch der Zuführrohre 3,4 kommen könnte, werden beide Ventile 27a und 27b sowie das Entleerungsventil 28 geöffnet. Das in den Rohren befindliche Wasser fließt damit in die Zisterne zurück. Bei Schneefall oder wenn sich auf dem Dach bereits eine Schneeschicht angesammelt hat, kann durch Betätigung eines Handschalters 36 die Pumpe 15 aktiviert werden. Das Ventil 28 wird geschlossen und die Ventile 27a, 27b bleiben in der Offenstellung bzw. werden in diese gebracht. Vorzugsweise wird während des Abtauvorganges die Wärmepumpe 24 abgeschaltet, so dass Zisternenwasser und nicht durch die Wärmepumpe abgekühltes Wasser auf das Dach gepumpt wird. Der sich zwischen Dachhaut und der Schneeschicht ausbildende Flüssigkeitsfilm bewirkt ein Abtauen der Schneeschicht, so dass die Dachflächen wieder frei sind. Bei laufendem Schneefall wird das Abtauen periodisch durchgeführt und das Dach damit schneefrei gehalten.

Um eine Vereisung kritischer Bereiche innerhalb der Zisterne zu vermeiden, kann durch eine Art „Rückkopplungsbetrieb" eine weitere Abkühlung dieser Bereiche, allerdings in diesem Fall mit reduzierter Leistungszahl, erreicht werden: durch einen Gegenstromwärmetauscher 19 zwischen dem Hoch- und dem Niedertemperaturkreis der Wärmepumpe 24 wird das Medium im Niedertemperaturkreis erwärmt. In diesem Betriebszustand ist der Wärmetauscher 19 als ein Verbraucher in den Hochtemperaturkreis geschaltet und einerseits mit dem Warmwasserzulauf 23 und andererseits mit dem Warmwasserrücklauf 22 verbunden. Ein in den Zulauf b∑w. Rücklauf zu diesem Wärmetauscher eingefügtes Thermostatventil 25 steuert diese „Rückkopplungs"-Funktion der Anlage. Der Temperaturfühler 26 des Thermostatventils 25 ist an einem Rohr in der Rückleitung des Wassers des Primärkreises befestigt. In diesen Primärkreis kann auch ein in der Zeichnung nicht dargestellter Wärmetauscher vorgesehen sein, der dem aus Küche und Bad stammenden warmen Abwasser Wärme entzieht. In der Fig. 8 sind aus Gründen einer übersichtlicheren Darstellung, die Boiler für die Heizanlage (insbes. für eine Niedertemperaturheizanlage wie Fußboden-, Decken und oder Wand) sowie für die Warmwasserbereitung für Bad, Küche etc. nicht gezeigt

Die Fig.8 zeigt schließlich ein in die Dachhaut 1 integriertes Photo-Voltaik-Paneel 31 wie es beispielsweise von der Fa. PREFA unter der Bezeichnung „PREFA-SOLAR" auf den Markt gebracht wird. Solche Photo-Voltaik-Paneele haben einen Wirkungsgrad, der stark temperaturabhängig ist und sich mit steigender Temperatur verschlechtert. Durch Berieselung mit dem vergleichsweise kühlen Zisternenwasser werden die Paneele gekühlt und damit ihr Wirkungsgrad gesteigert.

In dem Regenrohr 7b ist ein wetterfester Verteiler 8 vorgesehen, über welchem, ohne Verwendung der Wärmepumpe 24, dem Regenwasser des Sekundärkreises Wärme in zwei verschiedenen Temperaturniveaus entzogen werden kann. Die entsprechenden Ableitungen sind mit 9 und 10 bezeichnet.

Die Fig. 9 zeigt Einzelheiten des Verteilers 8. In das Regenrohr 7b ist ein Regenwasserfϊlter der WISY AG, Haustechniksysteme eingesetzt, das in seinem Prinzip in der DE 20015675U beschrieben ist. Dieses Filter geht von der Erkenntnis aus, dass bei normalem Wasserzulauf das Wasser entlang der Rohr-Innenwand abfließt. Ein mit dem Regenrohr 7b verbundener Rohrstutzen 45 leitet das Wasser über ein konisch ausgebildetes Feinfilter 44. Reines Wasser tritt durch dieses sogen. „Adhäsionsfilter" durch, wird in einer Ringkammer gesammelt und über ein Anschlussrohr abgeleitet. Grobe Verunreinigungen, wie Laub 37 fallen durch den zentralen Teil des Regenwasserfilters und gelangen direkt in die Zisterne, wo sie in einem Filterkorb aufgefangen werden. Aus dem Anschlussrohr gelangt das am Dach angewärmte Wasser zu einem Thermostat- Ventil 41 dessen Kapillarbulbe 39 vom zufließenden Wasser umspült wird. Das Thermostat- Ventil 41 ist so eingestellt, dass es beispielsweise bei einer Temperatur von 30 0C öffnet. Mit 42 ist ein weiteres Thermostatventil in der Ableitung 10 bezeichnet, dessen Kapillarbulbe 40 ebenfalls im Anschlussrohr angeordnet ist. Dieses Ventil ist aber auf eine höhere Temperatur eingestellt und öffnet beispielsweise erst bei einer Temperatur von 50 0C. Das Wasser aus der Ableitung 9, welches mindestens eine Temperatur von 30 0C hat, wird einem in einem Heizungsboiler 48 angeordneten Wärmetauscher 47a zugeleitet und schließlich wieder in das Regenrohr 7b eingespeist. Der Boiler 48 ist über die Anschlussstutzen 57,58 mit den Zu- und Rückleitungen 23 bzw.22 der Wärmepumpe 24 verbunden Für Heizungszwecke von Niedertemperatur-Heizsystemen wie Fußboden- Decken- und / oder Wandheizungen kann über die Anschlüsse 59 und 60 Wasser entnommen und wieder zurückgeleitet werden. Erreicht das vom Dach kommende Wasser eine Temperatur von mindestens 50 °C, so öffnet auch das Thermostat- Ventil 42 und Wasser fließt nun über das Anschlussrohr 10 zu einem Wärmetauscher 47b, der in einem zweiten Boiler 49 angeordnet ist. Das aus dem Wärmetauscher 47b austretende Wasser wird über das Regenrohr 7b wieder zur Zisterne zurückgeleitet. Der Boiler 49 wird andererseits durch die Wärmepumpe 24 aufgeheizt. Zu diesem Zweck ist der Boiler 49 über die Stutzen 55,56 mit den Zu- und Rückleitungen 23,22 der Wärmepumpe verbunden. Im Boiler 49 ist ein zweiter Wärmetauscher 46 angeordnet, in welchem Trinkwasser erwärmt wird. Durch eine By-pass-Leitung 43 wird das Regenwasserfilter entleert. Dieser By-pass gewährleistet auch einen entsprechenden Wasseraustausch im Bereich des Regenwasserfilter- Anschlussrohrs, so dass die Temperaturfühler 39, 40 der Thermostatventile 41, 42 stets mit frisch zulaufendem Wasser versorgt werden. In Fig. 4 ist mit 38 ein Belüftungsrohr bezeichnet.

Zur Aufwärmung von Wasser für Heizungszwecke und die Warmwasserbereitung ist es vorteilhaft, die Dachflächen nicht kontinuierlich mit Zisternenwasser zu berieseln, sondern periodisch. Dadurch hat die Dachhaut die Möglichkeit, wieder eine höhere Temperatur anzunehmen. In einer entsprechenden Versuchsanlage konnte damit die Rücklauftemperatur des Zisternenwassers von 15 °C bei kontinuierlicher Berieselung, auf 35 °C bei periodischem Betrieb gesteigert werden, wobei natürlich die anfallende Wassermenge reduziert worden ist.

Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt, sondern kann vielmehr in zahlreichen Belangen abgeändert werden ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.