DE102011014639B4 - Erdgebundene Wärmespeicher-Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Wärmespeicher-Vorrichtung (100) mit mindestens einem von einer Wärme transportierenden Flüssigkeit durchströmten Wärmeabgaberohr (110), dessen Außenfläche an ein Wärmespeichermedium (120) angrenzend angeordnet ist, wobei innerhalb eines vorgegebenen Raumbereiches unterhalb einer im Wesentlichen waagerecht angeordneten Bodenplatte (130) ein Wärmespeichermedium (120) vorgesehen ist, wobei das Wärmeabgaberohr (110) innerhalb einer im Wesentlichen waagerechten Ebene unterhalb der Bodenplatte (130) innerhalb des Wärmespeichermediums (120) verlegt ist, wobei die Bodenplatte (130) einen oberen Endbereich des Wärmespeichermediums (120) vorgibt und die Ebene des Wärmeabgaberohres (110) einen unteren Endbereich des Wärmespeichermediums (120) vorgibt und als Wärmespeichermedium (120) eine innerhalb eines vorgegebenen Raumbereiches unterhalb der im Wesentlichen waagerecht angeordneten Bodenplatte (130) vorhandene wassergefüllte Zisterne vorgesehen ist, wobei zwischen der Bodenplatte (130) und der Ebene des Wärmeabgaberohres (110) oder in einer Ebene in der Bodenplatte (130) mehrere Wärmeaufnahmerohre (115) angeordnet sind, wobei jedes der Wärmeaufnahmerohre (115) innerhalb des Wärmespeichermediums (120) ein geschlossenes Fluidsystem bildet und das Fluidsystem der Wärmeaufnahmerohre (115) eine Mehrzahl von räumlich nebeneinander angeordneten Einheiten mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass bildet, wobei ein Wärmeaufnahmerohr (115) oder ein Wärmeabgaberohr (110) zwischen einem Fluideinlass und einem Fluidauslass mäanderförmig verlegt ist und die Mehrzahl der Einheiten jeweils in einer Ebene angeordnet ist, um die im Wesentlichen waagerechte Ebene unterhalb der Bodenplatte (130) auszufüllen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wärmespeicher-Vorrichtung mit mindestens einem von einer Wärme transportierenden Flüssigkeit durchströmten Wärmeabgaberohr, dessen Außenfläche an ein Wärmespeichermedium angrenzend angeordnet ist.
  • Wärmespeicher-Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden im Stand der Technik beispielsweise im Zusammenhang mit einer Warmwasserversorgung von Wohnhäusern verwendet. Die bekannten Wärmespeicher-Vorrichtungen weisen indes den Nachteil auf, dass sie für eine Bereitstellung einer angemessenen Wärmespeicherkapazität ein nicht unbeträchtliches Volumen und je nach Dämmmaterial einen durchaus beträchtlichen Raumbereich einnehmen, der innerhalb eines Wohnhauses als Wohnbereich nicht mehr zur Verfügung steht.
  • Die bekannten Wärmespeicher-Vorrichtungen sind darüber hinaus ausgelegt, um ein vergleichsweise geringes Volumen an Speicher-Flüssigkeit auf einer vergleichsweise hohen Nutztemperatur zu speichern, um die Speicher-Flüssigkeit direkt einer Heizungsanlage oder einer Warmwasserversorgung zugänglich zu machen.
  • Die Druckschrift DE 26 21 819 A1 offenbart einen Wärmespeicher mit einer im Erdreich angeordneten und eine wärmespeicherfähige Masse von oben und den Seiten umschließenden Glocke aus wärmeisolierendem Material, mit einem in die Glocke eingeführten und an einen Wärmeenergieempfänger angeschlossenen primären Rohrkreis und mit einem ebenfalls in die Glocke eingeführten und an den Wärmeenergieverbraucher angeschlossenen sekundären Rohrkreis, wobei die Glocke an ihrem unteren Ende durch einen Boden aus wärmeisolierendem Material verschlossen und der primäre Rohrkreis über diesem Boden und der sekundäre Rohrkreis unter der Decke der Glocke durch diese durchgeführt ist.
  • Die Druckschrift CH 598 544 A5 beschreibt einen Wärmespeicher mit einem im Erdboden angeordneten wärmeisolierenden Becken, welches eine wärmespeichernde Substanz enthält und eine mit der wärmespeichernden Substanz in wärmeleitender Verbindung stehende Wärmeaustauscheinrichtung aufweist, die von einem wärmeabgebenden Medium durchströmt ist, wobei eine Abgabestelle für die Abgabe der in der Substanz gespeicherten Wärme an ein wärmeaufnehmendes Medium vorgesehen ist.
  • Des Weiteren offenbart die Druckschrift DE 3407927 A1 eine Anordnung zum Beheizen und/oder Kühlen einer einer Solarstrahlung ausgesetzten Schicht aus insbesondere bituminösen Baustoffen, enthaltend wenigstens ein erstes Fluiddurchlaufsystem, das in wärmeübertragender Beziehung zu der zu beheizenden und/oder kühlenden Materialschicht steht, wenigstens ein zweites Fluiddurchlaufsystem, das in wärmeübertragender Beziehung zu einem Wärmespeicher steht, und ein durch das erste und das zweite Fluiddurchlaufsystem zirkulierendes Wärmeübertragungsmedium.
  • Demgegenüber ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wärmespeicher-Vorrichtung zu schaffen, mittels derer ein vergleichsweise großes Volumen an Wärmespeichermaterial auf eine vergleichsweise geringfügig angehobene Temperatur gebracht wird, insbesondere um eine Wärmespeicher-Vorrichtung zu schaffen, die auch für eine unter vorgegebenen Rahmenbedingungen betriebene Wärmepumpe Wärme bereitstellt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mittels einer Vorrichtung mit den technischen Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche..
  • Bei der erfindungsgemäßen Wärmespeicher-Vorrichtung ist sichergestellt, dass unter einer Bodenplatte beispielsweise eines Wohnhauses vorhandenes Wärmespeichermaterial für eine Wärmeeinbringung und längerfristige Speicherung insbesondere im Zusammenhang mit einer auf eine entsprechend vergleichsweise niedrige Temperatur ausgelegte Wärmepumpe nutzbar ist. Die Bodenplatte wirkt dabei als Temperatursiegel der innerhalb des Wärmespeichermaterials gespeicherten Wärme, wobei der Temperaturgradient innerhalb des Wärmespeichermaterials von unten nach oben verläuft.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind ein Wärmeabgaberohr und ein Wärmeaufnahmerohr vorzugsweise jeweils mäanderförmig verlaufend angeordnet.
  • Das Wärmeaufnahmerohr ist vorzugsweise in einer Ebene in der Nachbarschaft der Bodenplatte angeordnet.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Darin zeigen:
  • 1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ansicht von oben;
  • 2 in 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Querschnittsansicht.
  • Die in den 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Wärmespeicher-Vorrichtung (100) enthält ein von einer Wärme transportierenden Flüssigkeit durchströmtes Wärmeabgaberohr (110), dessen Außenfläche an ein Wärmespeichermedium (120) angrenzend angeordnet ist. Innerhalb eines vorgegebenen Raumbereiches unterhalb einer im Wesentlichen waagerecht angeordneten Bodenplatte (130) ist ein Wärmespeichermedium (120) vorgesehen, wobei das Wärmeabgaberohr (110) innerhalb einer im wesentlichen waagerechten Ebene unterhalb der Bodenplatte (130) innerhalb des Wärmespeichermediums (120) verlegt ist.
  • Die Bodenplatte (130) definiert dabei einen oberen Endbereich des Wärmespeichermediums (120) und die Ebene des Wärmeabgaberohres (110) definiert einen unteren Endbereich des Wärmespeichermediums (120).
  • Als Wärmespeichermedium (120) ist das innerhalb eines vorgegebenen Raumbereiches unterhalb der im Wesentlichen waagerecht angeordneten Bodenplatte (130) vorhandene Erdreich vorgesehen, wobei zwischen der Bodenplatte (130) und der Ebene des Wärmeabgaberohres (110) ein Wärmeaufnahmerohr (115) angeordnet ist.
  • Das Wärmeabgaberohr (110) und das Wärmeaufnahmerohr (115) sind jeweils mäanderförmig verlaufend angeordnet, wobei das Wärmeaufnahmerohr (115) in einer Ebene in der Nachbarschaft der Bodenplatte (130) angeordnet ist.
  • Ein Wärmeaufnahmerohr (115) ist mit in einem ersten Kreislauf geführter Flüssigkeit befüllt, die dem Wärmespeichermedium (120) Wärme entzieht und in ein entfernt angeordnetes erstes Medium einbringt, und ein Wärmeabgaberohr (110) mit in einem zweiten Kreislauf geführter Flüssigkeit befüllt ist, die einem entfernt angeordneten zweiten Medium Wärme entzieht und diese in das Wärmespeichermedium (120) einbringt.
  • Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche vorgegebenen erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist.

Claims (3)

  1. Wärmespeicher-Vorrichtung (100) mit mindestens einem von einer Wärme transportierenden Flüssigkeit durchströmten Wärmeabgaberohr (110), dessen Außenfläche an ein Wärmespeichermedium (120) angrenzend angeordnet ist, wobei innerhalb eines vorgegebenen Raumbereiches unterhalb einer im Wesentlichen waagerecht angeordneten Bodenplatte (130) ein Wärmespeichermedium (120) vorgesehen ist, wobei das Wärmeabgaberohr (110) innerhalb einer im Wesentlichen waagerechten Ebene unterhalb der Bodenplatte (130) innerhalb des Wärmespeichermediums (120) verlegt ist, wobei die Bodenplatte (130) einen oberen Endbereich des Wärmespeichermediums (120) vorgibt und die Ebene des Wärmeabgaberohres (110) einen unteren Endbereich des Wärmespeichermediums (120) vorgibt und als Wärmespeichermedium (120) eine innerhalb eines vorgegebenen Raumbereiches unterhalb der im Wesentlichen waagerecht angeordneten Bodenplatte (130) vorhandene wassergefüllte Zisterne vorgesehen ist, wobei zwischen der Bodenplatte (130) und der Ebene des Wärmeabgaberohres (110) oder in einer Ebene in der Bodenplatte (130) mehrere Wärmeaufnahmerohre (115) angeordnet sind, wobei jedes der Wärmeaufnahmerohre (115) innerhalb des Wärmespeichermediums (120) ein geschlossenes Fluidsystem bildet und das Fluidsystem der Wärmeaufnahmerohre (115) eine Mehrzahl von räumlich nebeneinander angeordneten Einheiten mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass bildet, wobei ein Wärmeaufnahmerohr (115) oder ein Wärmeabgaberohr (110) zwischen einem Fluideinlass und einem Fluidauslass mäanderförmig verlegt ist und die Mehrzahl der Einheiten jeweils in einer Ebene angeordnet ist, um die im Wesentlichen waagerechte Ebene unterhalb der Bodenplatte (130) auszufüllen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeabgaberohr (110) und das Wärmeaufnahmerohr (115) jeweils mäanderförmig verlaufend angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das. Wärmeaufnahmerohr (115) in einer Ebene in der Nachbarschaft der Bodenplatte (130) angeordnet ist.
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