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Die Erfindung betrifft einen Erdwärmekollektor nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.
Erdwärmekollektoren dieser Art bestehen aus Zu- und Ableitungsrohrsträngen für die Direktverdampfung des Kältemittels, wobei die Zu- und Ableitungsrohrstränge gewöhnlich aus Kupfer mit einer Kunststoffummantelung, wie Polyethylen, bestehen.
Diese Rohrstränge mit Rohrdurchmessern von 10 bis 20 mm sind zu Montageringen von 50 bis 120 m und vorzugsweise von 75 m Gesamtrohrlänge, Durchmesser von 0, 50 bis 1, 50 m und einer Höhe von 5 bis 20 cm gewickelt und werden in dieser Form an die Verlegungsstelle angeliefert, wo sie auf der dafür vorgesehenen, eingetieften Sohle des Erdreiches ausgelegt werden und mit ihren Anschlussenden, die, falls sich die Wärmepumpe im Gebäude befindet, durch die Wand eines Verteilerschachtes, eines Kellerlichtschachtes oder durch die Kellermauer des zu beheizenden Gebäudes, an die Verteileranschlüsse der Verdampfersammelleitungen einer Wärmepumpe geführt und eingelötet bzw. mit einem 2-Komponenten-Kleber und einer speziellen Klebetechnik befestigt werden.
Ganz besonders schwierig und zu Störungen Anlass gebend ist dabei, dass die notwendigen Verbindungen zwischen den Rohrleitungen auf der Baustelle hergestellt werden müssen, wodurch leicht Fehler, insbesonders Verunreinigungen, Undichtheiten
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oder schlecht verlötete bzw. schlecht verklebte Stellen auftreten können, die dann schwierig zu beseitigen sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden oder eine einfachere Handhabung bei der Verlegung der Erdwärmekollektoren zu schaffen.
Diese Aufgabe wird bei einem Erdwärmekollektor der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 gelöst.
Die Unteransprüche, die ebenso wie Anspruch 1 gleichzeitig einen Teil der Beschreibung der Anmeldung bilden, betreffen insbesonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Durch die Möglichkeit, die Zu- und Ableitungsrohrstränge für das Kältemittel des Erdwärmekollektors, der noch zu einem Montagering von 0, 5 bis 2 m Durchmesser aufgewickelt ist, vor der Verlegung mit den Verteilern der Verdampfersammelleitungen der Wärmepumpe zu verbinden, wird die Montage auf der Baustelle wesentlich vereinfacht.
Dies wird dadurch erreicht, dass die Anschlussenden der Zu- und Ableitungsrohrstränge an den äusseren Stirnseiten des Montageringes und deren um 180. gekrümmtes Mittelstück im Inneren des Montageringes in einer Wickelebene angeordnet sind.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Zu- und Ableitungsrohrstränge des Erdwärmekollektors in einem Abstand von wenigstens 60 cm parallel zueinander ohne Verwindungen oder Drall der Rohre verlegt sind.
Bei Aufstellung der Wärmepumpe in einem Kellerraum des zu beheizenden Gebäudes ist es von Vorteil, wenn die Anschlussenden der Zu- und Ableitungsrohrstränge des Erdwärmekollektors
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vor dessen Verlegung an die Verteiler der Verdampfersammelleitung angeschlossen werden, wobei die Verbindung mit den Verteilern der Verdampfersammelleitungen in einem Verteilerschacht eine besonders einfache Möglichkeit ist. Die danach windungsfrei und drallfrei erfolgende Verlegung im optimalen Abstand von 60 cm ist durch die Art, wie die Rohrleitungen zu Montageringe gewickelt sind, besonders vereinfacht, rasch und störungsfrei möglich.
Ganz besonders arbeitssparend und die Qualität der Rohrverbindungen verbessernd ist es, wenn die Anschlussenden der Zu- und Ableitungsrohrstränge des Erdwärmekollektors bereits in der Werkstatt an die Verteiler der Verdampfersammelleitungen der Wärmepumpe angeschlossen werden können.
Dies ist dann am einfachsten möglich, wenn die Wärmepumpe in einem Wärmepumpenbehälter angebracht ist, der im freien Erdreich aufgestellt wird und bei dem die Verteiler der Wärmepumpe mit Durchführungsstutzen in der Aussenwand des Behälters, seitlich oder im Boden, verbunden sind, an welche die Anschlussenden der Zu- und Ableitungen des Erdwärmekollektors, die noch zu einem Montagering gewickelt sind, angeschlossen werden oder durch abgedichtete Durchführungen in den Wärmepumpenbehälter geführt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Wärmepumpenbehälter in der Werkstätte bei der Vormontage auf eine Palette gesetzt wird und die Erdwärmekollektoren und die Heizleitungen fertig montiert, mit dem Wärmepumpenbehälter verbunden werden und auf der Baustelle im Freien auf dem vorbereiteten Fundament in einer Tiefe, die auf die Bauhöhe des Wärmepumpenbehälters abgestimmt ist, aufgestellt wird.
Die Heizleitungen sind dabei in einem Heizschlauch oder in einem vorgefertigten, vorzugsweise zusammengesetzten, Hüll-
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rohr durch das Erdreich und die Wand eines Verteilerschachtes od. dgl. zu der Zentralheizungsanlage geführt und an diese angeschlossen.
Besonders vorteilhaft ist es bei Verwendung von Propan oder einem anderen alternativen Kältemittel, wenn die Wärmepumpe im Freien in einem Wärmepumpenbehälter aufgestellt ist, der flach ausgeführt ist, damit auf eine künstliche Belüftung durch ein explosionsgeschütztes Gebläse zur Beseitigung von allenfalls in gefährdender Konzentration ausgeströmtem Kältemittel verzichtet werden kann und wenn der Heizschlauch oder das Hüllrohr für die Heizleitungen der Wärmepumpe und die elektrischen Versorgung-un Steuerleitungen mittels eines Dichtschaumes oder einer Vergussmasse gasdicht ausgeführt sind, damit jede von möglicherweise ausströmendem Kältemittel ausgehende Gefährdung auch im beheizten Gebäude ausgeschlossen werden kann.
Bei grossen Erdwärmepumpenbehältern bei denen auch eine Ausführung aus Beton sinnvoll ist, ist die Anwendung eines Lüftungsgebläses zur Vermeidung gefährlicher Gasmischungen bei Ausströmen von Kältemittel notwendig.
Die Rohrstränge der Erdwärmekollektoren können in üblicher Weise aus Kupferrohren mit oder ohne Kunststoffummantelung hergestellt sein. Besonders günstige Verhältnisse werden aber dadurch erreicht, dass die Zu- und Ableitungsrohrstränge aus einem Verbundrohr mit mehrschichtiger Wandung bestehen, da sich so eine gut abstimmbare Kombination der einzelnen Werkstoffeigenschaften erreichen lässt.
Die Innenschicht mit einer Wandstärke von ca. 1 mm ergibt ein Polyurethan-Kernrohr, das öl-und kältemittelfest und langzeitstabil ist, die ca. 0, 05 bis 1 mm starke Mittelschicht aus Aluminium sorgt für Diffusionsdichtheit und trägt zur mechanischen Stabilität und zur Verbesserung des Wärmeüberganges bei und die Polyethylen-Au-
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ssenschicht mit einer Stärke von ca. 0, 1-2 mm verhindert eine Aluminiumoxidation und erhöht die elektrische Durchschlagsfestigkeit und die mechanische Festigkeit. Dieses Verbundrohr erleichtert wegen seines geringen Gewichtes den Transport und die Montage, ist knickunempfindlich und wirtschaftlich herstellbar und lässt sich lötfrei durch Klebeverbindungen und Schiebemuffen anschliessen und installieren.
Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben.
Es zeigen : Fig. 1 die Draufsicht auf einem Montagering eines Erdwärme- kollektors Fig. 2 die Stirnansicht eines Montageringes, teilweise auf- geschnitten nach 1-11 Fig. 3 die Draufsicht auf einen verlegten Erdwärmekollektor mit Durchführung durch eine Verteilerwand Fig. 4 die Seitenansicht eines im freien Gelände im Erdreich aufgestellten Wärmepumpenbehälters mit angedeuteten
Heizungsleitungen, in Draufsicht, mit teilweise ent- ferntem Deckel Fig. 5 den Wärmepumpenbehälter nach Fig. 4 im Vertikalschnitt nach III-IV.
Für die Herstellung eines Erdwärmekollektors 1 einer Wärmepumpe 13 für die direkte Verdampfung eines Kältemittels wird ein Montagering 5, bestehend aus parallel zueinander und mit einem Durchmesser von etwa 1 m aufgewickelten Zu- und Ableitungsrohrsträngen 2,2', bestehend aus dem vorher bereits beschriebenen Material, mit einer Wickellänge von insgesamt etwa 75 m hergestellt, dessen Anschlussenden 3,3', für den Anschluss an eine Wärmepumpe 13 an der Stirnseite des Montageringes 5 nebeneinander angeordnet sind und das in der Mitte ein um 180.
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gekrümmtes Stück 4 aufweist, das im Montagering 5 innen in einer Ringebene liegt.
Auf der Baustelle werden die Anschlussenden 3, 3', der Zu- und Ableitungsrohrstränge 2,2', durch die Wand 10 eines Verteilerschachtes oder eines Kellerlichtschachtes oder einer Kellermauer zu den Verteilern 7 der Verdampfersammelleitungen 12, 12'der im Kellerraum des zu beheizenden Gebäudes angebrachten Wärmepumpe 13 geführt und dort angeschlossen.
Anschliessend wird der Montagering 5 ohne Verwindung oder Drall abgewickelt und auf der vorbereiteten Sohle 8 des Erdreiches 9 unter möglichst guter Flächenausnutzung verlegt, wobei die Zuund Ableitungsrohrstränge 2, 2'in geringem Abstand von etwa 60 cm, parallel zueinander verlegt werden.
Üblicherweise werden für eine Wärmepumpe 13 mehrere Erdwärmekollektoren 1 verlegt, deren Zahl sich nach der Wärmeleistung der Wärmepumpe und der vorgesehenen Rohrleitungslänge eines Erdwärmekollektors richtet und wobei die Gesamtlänge eines Erdwärmekollektors 1 im vorliegenden günstigen Montagefall 75 m beträgt.
Bei einer anderen Montageweise wird ein, vorzugsweise auf eine Palette (nicht dargestellt) gesetzter Wärmepumpenbehälter 14 aus Kunststoff oder Edelstahl, mit einem aufgesetzten Deckel 15 zum Verschliessen einer oberen Revisionsöffnung 16, in der Werkstatt mit Durchführungsstutzen 11, 11'ausgestattet, die an die Verteiler 7 der Verdampfersammelleitungen 12, 12'einer im Behälter montierten Wärmepumpe 13 angeschlossen sind.
Weiters werden in der Werkstatt die zu Montageringen 5 gewikkelten Zu- und Ableitungen 2, 2'der Erdwärmekollektoren 1, wie sie bereits vorher beschrieben wurden mit den Anschlussenden 3, 3'an den Durchführungsstutzen 11, 11'angeschlossen und für den Transport auf den verschlossenen Deckel 15
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des Wärmepumpenbehälters 14 oder neben dem Wärmepumpenbehälter 14 gelegt und gesichert.
Der Wärmepumpenbehälter ist flach ausgebildet und der Deckel 15 bildet gleichzeitig den Oberteil des Behälters, so dass bei dessen Abnahme eine gute Zugänglichkeit von aussen besteht und bei Verwendung von Propan oder anderen alternativen Kältemittel eine gute Belüftung des Behälters ohne Hilfsmittel sichergestellt ist.
Auf der Baustelle wird der vorbereitete Wärmepumpenbehälter 14 auf dem Fundament 17 des freien Geländes, wobei das Fundament 17 eine Beton-, Ziegel- oder Stahlkonstruktion sein kann und dessen Oberkante bis ca. 20 cm unterhalb des fertigen Geländes liegt, oder jedenfalls auf geeignetem Niveau, aufgestellt, damit die Zugänglichkeit des geöffneten Wärmepumpenbehälters 14 gegeben ist, und die Zu- und Ableitungen 2, 2'der Erdwärmekollektoren 1 werden auf der Sohle 8 in etwa 60 cm Abstand ohne Verwindung oder Drall verlegt.
Der Wärmepumpenbehälter 14 wird mit einem, die Heizleitungen 18, 18'führenden Heizschlauch 6 oder in einem, vorzugsweise zusammensetzbaren Hüllrohr 6 durch das Erdreich 9 und die Wand 10 eines Verteilerschachtes, eines Kellerlichtschachtes oder der Kellermauer hindurch mit einer Heizungsanlage verbunden.
Durch dieses oder ein gesondert verlegtes Hüllrohr 6 können auch die elektrischen Energieversorgungsleitungen, sowie Steuerleitungen geführt werden. Zur Verhinderung eines Gasaustrittes im Falle einer Leckage ist das Hüllrohr 6 mit einem Dichtschaum oder einer Vergussmasse ausgeschäumt.
Nach der Verlegung der Erdwärmekollektoren 1 wird eine Deckschicht 9 geeigneter Höhe von vorzugsweise 1, 2 m aufgebracht.