DE102019105265A1 - Vorrichtung mit einem Becken und einem Wärmetauscher zum Einbringen und/oder Entziehen von Wärmeenergie in bzw. aus einem Gewässer - Google Patents

Vorrichtung mit einem Becken und einem Wärmetauscher zum Einbringen und/oder Entziehen von Wärmeenergie in bzw. aus einem Gewässer Download PDF

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Luis Deroi
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    • F24T10/30Geothermal collectors using underground reservoirs for accumulating working fluids or intermediate fluids
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) mit einem Becken (10) zur Aufnahme eines Gewässers (2), insbesondere zur Installation im Erdreich (11) und/oder Boden, und mit einem Wärmetauscher (3) zum Einbringen von Wärmeenergie in das Gewässer (2) sowie zum Entziehen von Wärmeenergie aus dem Gewässer (2), wobei der Wärmetauscher (3) nach dem Einsetzen in das Gewässer (2) zumindest teilweise in das Gewässer (2) eintaucht, und wobei der Wärmetauscher (3) einen Zulauf (4) und einen Ablauf (5) für einen Wärmeträger (6) aufweist, so dass der Wärmeträger (6) durch den Wärmetauscher (3) strömen und Wärmeenergie an das Gewässer (2) abgeben oder dem Gewässer (2) Wärmeenergie entziehen kann. Erfindungsgemäß ist der Wärmetauscher (3) höhenfixiert, so dass dessen Oberseite (17) unabhängig von einem Wasserstand des Gewässers (2) auf einer gleichbleibenden Höhe (H) über einem Beckengrund (8) des Beckens (10) angeordnet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Becken zur Aufnahme eines Gewässers, insbesondere zur Installation im Erdreich und/oder im Boden, und mit einem Wärmetauscher zum Einbringen von Wärmeenergie in ein Gewässer sowie zum Entziehen von Wärmeenergie aus dem Gewässer, wobei der Wärmetauscher nach dem Einsetzen in das Gewässer zumindest teilweise in das Gewässer eintaucht, und wobei der Wärmetauscher einen Zulauf und einen Ablauf für einen Wärmeträger aufweist, so dass der Wärmeträger durch den Wärmetauscher strömen und Wärmeenergie an das Gewässer abgeben oder dem Gewässer Wärmeenergie entziehen kann.
  • Aufgrund steigender Energiekosten und auch ökologischer Aspekte wird es immer wichtiger, natürliche Energiequellen, wie beispielsweise Wind oder Sonnenkraft, zu nutzen, um den Einsatz fossiler Brennstoffe zu minimieren. Da derartige Energiequellen die nötige Energie jedoch oftmals nur für gewisse Zeiträume liefern (Solarzellen liefern in der Nacht keinen Strom; Windräder stehen bei Windstille still), wird Energie, die mit Hilfe natürlicher Energiequellen erzeugt wird, in Zeiten eines Energieüberschusses zwischengespeichert, um sie zu einem späteren Zeitpunkt, z.B. nachts, nutzen zu können.
  • Bewährt haben sich hierfür beispielsweise so genannte Pumpspeicherkraftwerke. Hier wird Wasser, z.B. mit Hilfe von mittels Windrädern erzeugtem Strom, in ein höher gelegenes Speicherbecken gepumpt. Wird Energie benötigt, so kann die potentielle Energie des Wassers beim Ablassen desselben in ein tiefer gelegenes Speicherbecken genutzt werden, um Generatoren anzutreiben und damit elektrischen Strom zu erzeugen.
  • Auch wurde bereits vorgeschlagen, Wärmeenergie in Wassertanks zwischen zu speichern, um diese später wieder mit Hilfe eines Wärmetauschers aus dem Wassertank entziehen und nutzen zu können.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient prinzipiell dem Einbringen von Wärme in ein Gewässer sowie dem Entziehen von Wärmeenergie aus dem Gewässer, wobei es sich bei dem Gewässer beispielsweise um einen künstlich angelegten Teich oder See oder ein Pumpspeicherbecken handeln kann. Bei dem Gewässer kann es sich aber auch um einen Fluss oder Bach handeln.
  • Die Vorrichtung weist ein Becken zur Aufnahme des Gewässers auf. Das Becken kann im Erdreich und/oder im Boden angeordnet sein. Außerdem kann das Becken künstlich und/oder natürlich ausgebildet sein.
  • Ferner umfasst die Vorrichtung einen Wärmetauscher, der nach dem Einsetzen in das Gewässer zumindest teilweise in das Gewässer eintaucht, so dass der durch den Wärmetauscher fließende Wärmeträger über eine oder mehrere Wärmetauscherwandungen mit dem Gewässer in wärmeleitendem Kontakt steht, um einen Austausch von Wärmeenergie zwischen dem Wärmeträger und dem Wasser des Gewässers zu ermöglichen. Um den Wärmeübertrag zwischen dem Wärmetauscher und dem Gewässer zu verbessern, kann der Wärmetauscher auch vollständig unter Wasser sein, so dass der Wärmetauscher mit dem Gewässer vollständig in Kontakt kommt.
  • Der Wärmetauscher besitzt einen Zulauf für den Wärmeträger, bei dem es sich beispielsweise um Glykol oder einen anderen bekannten Wärmeträger handeln kann, und einen Ablauf für den Wärmeträger. Wird der Wärmetauscher nun für seinen Einsatz über ein Leitungssystem mit einer an Land stehenden Wärmepumpe verbunden, so kann der Wärmeträger von der Wärmepumpe über das Leitungssystem zum Wärmetauscher strömen. Dort gelangt er über den Zulauf in den Wärmetauscher, durchströmt diesen und fließt schließlich wieder über das Leitungssystem zurück zur Wärmepumpe. Besitzt das Wasser des Gewässers eine Temperatur, die über der Temperatur des Wärmeträgers liegt, so nimmt der Wärmeträger beim Passieren des Wärmetauschers Wärmeenergie vom Gewässer auf und leitet diese weiter zur Wärmepumpe, die wiederum Wärmeenergie aus dem Wärmeträger entzieht (um beispielsweise ein Gebäude zu heizen).
  • Während der obige Einsatz in Zeiten sinnvoll ist, in denen das mit der Vorrichtung verbundene Bauwerk (Schule, Turnhalle, Wohnhaus, Industriegebäude, etc.) geheizt werden soll, kann die Vorrichtung auch genutzt werden, um ein Bauwerk, vorzugsweise im Sommer, zu kühlen. In diesem Fall ist es möglich, mittels des Wärmeträgers Wärmeenergie an das Gewässer zu übertragen. Die Wärmepumpe wird dabei derart betrieben, dass sie Wärmeenergie vom Bauwerk auf den Wärmeträger überträgt, so dass dieser eine Temperatur aufweist, die über der Wassertemperatur liegt. Infolgedessen wird die Wärmeenergie auf das Gewässer übertragen, welches sich dadurch erwärmen kann. Die Wärmeenergie ist nun ferner zumindest für einen gewissen Zeitraum im Gewässer zwischengespeichert. Währenddessen hat sich der Wärmeträger abgekühlt und wird zurück zum Bauwerk transportiert.
  • Erfindungsgemäß ist der Wärmetauscher höhenfixiert, so dass dessen Oberseite unabhängig vom Wasserstand des Gewässers auf einer gleichbleibenden Höhe über einem Beckengrund des Beckens angeordnet ist. Da der Wärmetauscher höhenfixiert ist, kann dadurch eine Belastung auf das Leitungssystem zwischen dem Wärmetauscher und der Wärmepumpe an Land verringert werden. Das Leitungssystem muss Schwankungen des Wärmetauschers, welche beispielsweise durch eine Strömung oder durch Schwankungen des Gewässerspiegels auftreten, nicht ausgleichen. Das Leitungssystem kann infolgedessen auch einfacher ausgebildet werden.
  • Unter höhenfixiert kann dabei verstanden werden, dass der Wärmetauscher im Gewässer stets die gleiche Höhe aufweist. Ein statischer Auftrieb und/oder eine Schwerkraft des Wärmetauschers verändern nicht die Höhe des Wärmetauschers bzw. die Höhe der Oberseite des Wärmetauschers zum Beckengrund. Der Wärmetauscher bleibt auch unter Einfluss des statischen Auftriebs und/oder der Schwerkraft gleich in der Höhe und somit höhenfixiert.
  • Besondere Vorteile bringt es mit sich, wenn der Wärmetauscher ein oder mehrere von dem Wärmeträger durchströmbare Rohrabschnitte umfasst, die beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Vorrichtung bzw. des Wärmetauschers zumindest abschnittsweise in das Gewässer eintauchen. Vorzugsweise sind die Rohrabschnitte mäanderförmig, spiralförmig oder schlangenlinienförmig ausgebildet, um eine möglichst große Wärmetauscherfläche auf möglichst kleinem Raum bereitzustellen. Die Rohrabschnitte können durch mehrere Rohre gebildet sein oder gemeinsam ein von dem Wärmeträger durchströmtes Rohr bilden. In jedem Fall sind die Rohrabschnitte mit dem Zulauf und dem Ablauf des Wärmetauschers verbunden, so dass der Wärmeträger in die Rohrabschnitte strömen und diese wieder verlassen kann.
  • Das Becken kann beispielsweise im Boden bzw. Erdreich installiert werden. Das Becken kann beispielsweise eine Wanne, insbesondere aus Kunststoff und/oder Beton, sein, welche im Erdreich und/oder Boden angeordnet wird. In das Becken kann Wasser gefüllt werden, so dass sich das Gewässer ausbildet. Das Becken dient insbesondere für künstliche Gewässer, welches in einem Garten eines Wohnhauses oder in der Umgebung eines Bauwerks zur Temperaturregulierung des Wohnhauses oder des Bauwerks angeordnet wird. Das Becken kann einige Meter bis einige 10 Meter tief sein und eine Fläche von einigen Quadratmetern (oder noch mehr) aufweisen.
  • Mit Hilfe der Vorrichtung bzw. des Wärmetauschers kann das Gebäude geheizt aber auch gekühlt werden. Um das Bauwerk beispielsweise zu kühlen, wird mit Hilfe des Wärmeträgers Wärmeenergie vom Gebäude zum Gewässer transportiert, wobei sich das Gebäude dadurch bereits abkühlt oder es sich zumindest nicht weiter erwärmt. Der Wärmeträger weist dabei eine Temperatur auf, die höher ist als die Wassertemperatur im Gewässer. Durchströmt der Wärmeträger den Wärmetauscher der Vorrichtung, wird die Wärmeenergie an das Gewässer abgegeben, wobei sich der Wärmeträger abkühlt. Der nun abgekühlte Wärmeträger wird wieder zurück zum Gebäude bzw. Bauwerk transportiert, so dass mit dessen Hilfe das Gebäude gekühlt werden kann.
  • Von Vorteil ist es, wenn die Schwerkraft des Wärmetauschers höher ist als dessen statischer Auftrieb im Gewässer. Dies bedeutet nichts anderes, als dass der Wärmetauscher schwerer ist als Wasser (wobei dies natürlich davon abhängt, ob das Wasser Salz- oder Süßwasser ist). Der Wärmetauscher sinkt somit stets im Gewässer nach unten bzw. wird zumindest mit einer Kraft nach unten gezogen. Da der Wärmetauscher jedoch im Gewässer höhenfixiert ist, wird der Wärmetauscher zumindest gegen das Absinken fixiert.
  • Um den Wärmetauscher im Gewässer absinken zu lassen, kann dieser zusätzlich oder alternativ ein Absenkgewicht aufweisen. Um die, insbesondere durchschnittliche, Dichte des Wärmetauschers erhöhen zu können, kann das Absenkgewicht am Wärmetauscher angeordnet werden. Das Absenkgewicht kann beispielsweise ein Metall- und/oder Betonkörper sein.
  • Vorteilhaft ist es, wenn der Wärmetauscher mit einer Unterseite auf dem Beckengrund aufliegt. Dadurch ist der Wärmetauscher höhenfixiert.
  • Zusätzlich oder alternativ ist es von Vorteil, wenn der Wärmetauscher mit seiner Unterseite auf zumindest einer Abstufung in einer Beckenwandung aufliegt. Das Becken weist vorteilhafterweise die Beckenwandung und/oder den Beckengrund auf. Das Becken weist somit die Form beispielsweise einer Wanne auf. An der zumindest einen Abstufung liegt der Wärmetauscher formschlüssig auf. Die Beckenwandung kann ferner mehrere Abstufungen aufweisen, die in Umfangsrichtung um das Becken angeordnet sind. Alternativ kann die Beckenwandung auch eine einzige, in Umfangsrichtung um das Becken umlaufende Abstufung aufweisen, auf welcher der Wärmetauscher mit seiner Unterseite aufliegt. Durch das Aufliegen auf dem Beckengrund und/oder auf der Abstufung ist der Wärmetauscher höhenfixiert.
  • Vorteilhaft ist es, wenn der Zulauf und/oder der Ablauf des Wärmetauschers im Bereich der Unterseite angeordnet sind, die Kontakt mit dem Beckengrund und/oder der zumindest einen Abstufung aufweisen. In diesem Kontaktbereich kann am Becken dann auch ein Leitungssystem angeordnet sein, welches eine Verbindung zwischen dem Wärmetauscher und der Wärmepumpe im Bauwerk über den Zu- und/oder Ablauf herstellt. Dadurch kann auf Leitungen verzichtet werden, die frei im Gewässer geführt werden müssen.
  • Von Vorteil ist es, wenn die Vorrichtung zumindest eine Höhenfixierung umfasst, mittels der der Wärmetauscher auf der gleichbleibenden Höhe angeordnet, insbesondere höhenfixiert, ist. Die oben genannte zumindest eine Abstufung kann auch eine Form der Höhenfixierung sein.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die zumindest eine Höhenfixierung zumindest ein Verbindungselement umfasst, mittels dem der Wärmetauscher höhenfixiert ist. Das Verbindungselement kann beispielsweise ein Seil, eine Kette und/oder ein Ankerelement sein, mittels dem der Wärmetauscher am Beckengrund befestigt werden kann. Mit Hilfe einer Länge des Verbindungselements kann die Höhe über dem Beckengrund festgelegt werden. Zusätzlich oder alternativ kann mit Hilfe des zumindest einen Verbindungselements der Wärmetauscher auch an einer Beckenwandung, wenn vorhanden, fixiert werden.
  • Der Wärmetauscher kann auch mit zumindest zwei Verbindungselementen an gegenüberliegenden Seiten der Beckenwandung fixiert sein. Mit Hilfe des zumindest einen Verbindungselements kann der Wärmetauscher an der Beckenwandung aufgehängt werden, so dass dieser höhenfixiert ist.
  • Vorteilhaft ist es, wenn der Wärmetauscher eine derartige Dichte aufweist, so dass der Wärmetauscher im Gewässer absinkt. Dichte bedeutet hier, dass der Wärmetauscher eine durchschnittliche Dichte aufweist, die höher ist als die des Wassers des Gewässers. Nur dann sinkt der Wärmetauscher im Gewässer von alleine ab bzw. weist eine nach unten gerichtete Kraft auf. Die Dichte des Wärmetauschers, die dafür nötig ist, dass der Wärmetauscher absinkt, ist natürlich von der Wasserdichte abhängig. Beispielsweise weist Salzwasser eine höhere Dichte auf als Süßwasser, was zu beachten ist.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Höhenfixierung zumindest eine Stütze umfasst, mittels der der Wärmetauscher auf dem Beckengrund abgestützt und/oder höhenfixiert ist. Die als Stütze ausgebildete Höhenfixierung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Wärmetauscher eine Dichte aufweist, die höher ist als die des Wassers und somit im Gewässer absinkt. Der Wärmetauscher steht somit mittels der Stütze auf dem Beckengrund und weist infolgedessen stets oder zumindest zeitweise eine gleichbleibende Höhe über dem Beckengrund auf. Die Höhenfixierung kann natürlich auch mehrere Stützen aufweisen, so dass der Wärmetauscher sicher auf dem Beckengrund steht.
  • Wenn der Wärmetauscher mittels der als Stütze ausgebildeten Höhenfixierung auf dem Beckengrund steht, ist es zusätzlich oder alternativ von Vorteil, wenn die zumindest eine Stütze den Zulauf und/oder den Ablauf für den Wärmeträger aufweist. Beispielsweise kann der Zulauf und/oder der Ablauf in der Stütze verlaufen. Möglich ist es auch, wenn zumindest zwei Stützen vorhanden sind, dass die eine Stütze den Zulauf und die andere Stütze den Ablauf aufweist. Das Leitungssystem, welches den Wärmetauscher mit der Wärmepumpe verbindet, kann somit an der zumindest einen Stütze an den Wärmetauscher bzw. an den Zulauf und/oder Ablauf angeschlossen werden. Der Wärmeträger kann somit beispielsweise unmittelbar durch den Beckengrund geführt werden. Des Weiteren kann mit dem Zulauf und/oder Ablauf in der zumindest einen Stütze eine Leitungslänge, in der der Wärmeträger geleitet wird, im freien Gewässer verkürzt werden.
  • Dabei kann auch eine Öffnung des Zulaufs und/oder des Ablaufs bzw. der Zulauf und/oder der Ablauf selbst seitlich an der zumindest einen Stütze angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Öffnung des Zulaufs und/oder des Ablaufs auch an einer vom Wärmeträger abgewandten Stirnseite der zumindest einen Stütze angeordnet sein.
  • Der Zulauf und/oder der Ablauf können auch in bzw. durch die zumindest eine Stütze verlaufen. Die zumindest eine Stütze kann beispielsweise als Rohr ausgebildet sein, wobei der Zulauf und/oder der Ablauf in dem Rohr angeordnet sind.
  • Von Vorteil ist es, wenn die Höhenfixierung zumindest ein Hakenelement umfasst, mittels dem der Wärmetauscher am Becken eingehängt ist. Der Wärmetauscher kann dadurch an einem Beckenrand eingehängt sein. Das Hakenelement kann ferner auch beispielsweise eine Kette umfassen, mittels der der Wärmetauscher am Becken eingehängt wird. Dadurch ist eine einfache und lösbare Höhenfixierung gegeben. Über eine Änderung der Länge der beispielhaften Kette kann ferner die Höhe verändert werden, welche der Wärmetauscher über dem Beckengrund aufweist.
  • Vorteilhaft ist es, wenn der Zulauf und/oder der Ablauf in dem zumindest einen Hakenelement verlaufen. Das Hakenelement führt bereits vom Wärmetauscher weg, so dass darin zur Einsparung weiterer Leitungen bzw. deren Befestigungen der Zulauf und/oder der Ablauf im und/oder am Hakenelement aus dem Becken geführt werden kann.
  • Von Vorteil ist es, wenn der Wärmetauscher ein Gehäuse umfasst, wobei der Wärmetauscher mit dem Gehäuse auf dem Beckengrund aufsteht.
  • Von Vorteil ist es, wenn die Vorrichtung ein Leitungssystem umfasst, mittels dem der Wärmetauscher der Vorrichtung mit einer Wärmepumpe einer Heizanlage verbunden werden kann. Mittels der Heizanlage kann zusätzlich oder alternativ auch gekühlt werden, so dass diese eine Heiz-/Kühlanlage ist. Das Leitungssystem kann an den Zulauf und den Ablauf des Wärmetauschers für den Wärmeträger angeschlossen werden. Mit Hilfe des Leitungssystems wird der Wärmeträger zwischen der Wärmepumpe und der Vorrichtung transportiert. Das Leitungssystem umfasst vorteilhafterweise zwei Leitungen, nämlich zumindest eine Zuleitung und eine Ableitung für den Wärmeträger.
  • Vorteilhaft ist es, wenn das Leitungssystem zumindest eine starre Leitung umfasst. Mit Hilfe der zumindest einen starren Leitung kann der Wärmetauscher auf einer gleichbleibenden Höhe über einem Beckengrund des Gewässer höhenfixiert werden. Durch die starre Leitung kann diese auch stabiler und/oder aus einem festeren Material ausgebildet werden, so dass das Leitungssystem eine längere Lebensdauer aufweist.
  • Von Vorteil ist es, wenn das Leitungssystem, der Zulauf und/oder der Ablauf im Bereich des Beckengrundes des Gewässers verläuft. Dadurch kann der Wärmetauscher von unten, d.h. vom Beckengrund her, mittels des Leitungssystems mit der Wärmepumpe verbunden werden. Beispielsweise kann das Becken im Bereich des Beckengrundes zumindest eine Öffnung aufweisen, durch welche das Leitungssystem ins Becken geführt wird. Zusätzlich oder alternativ können am Beckengrund des Beckens zumindest ein Anschlusselement angeordnet sein, so dass das Leitungssystem daran angeschlossen werden kann. An das Anschlusselement können ferner der Zulauf und/oder Ablauf angeschlossen werden, so dass der Zulauf und/oder der Ablauf mit dem Leitungssystem verbunden ist. Im Beckengrund kann die zumindest eine Öffnung und/oder das zumindest eine Anschlusselement angeordnet sein.
  • Zusätzlich oder alternativ kann die zumindest eine Öffnung und/oder das zumindest eine Anschlusselement auch in der Beckenwandung angeordnet sein.
  • Zusätzlich oder alternativ kann das Leitungssystem, der Zulauf und/oder der Ablauf auch entlang der Beckenwandung verlaufen. Das Leitungssystem kann an der Beckenwandung aus dem Becken heraus geführt werden, so dass das Leitungssystem weder durch den Beckengrund noch durch die Beckenwandung geführt werden muss, so dass beispielsweise auf Dichtungen verzichtet werden kann. In das Becken müssen somit keine Öffnungen gebohrt bzw. ausgebildet werden.
  • Vorteilhaft ist es, wenn das System einen Wasserstandssensor aufweist, mittels dem ein Wasserstand im Becken ermittelt werden kann. Der Wasserstandssensor kann beispielsweise als Schwimmer ausgebildet sein.
  • Zusätzlich oder alternativ weist das System eine Steuereinheit auf, die den Wasserstand vom Wasserstandssensor aufwerten kann. In der Steuereinheit können auch Daten hinterlegt sein, wie hoch der Wasserstand mindestens sein muss, so dass der Wärmetauscher mit Wasser bedeckt ist. Die Steuereinheit kann dabei auch die Höhe des Wärmetauschers über dem Beckengrund miteinberechnen.
  • Droht beispielsweise der Wasserstand so weit zu fallen, dass der Wärmetauscher nicht mehr ausreichend mit Wasser bedeckt ist, kann die Steuereinheit einen Wassereinlass veranlassen (welcher mit der Steuereinheit verbunden ist) und/oder ansteuern, so dass eine Wasserzufuhr ins Becken gesteuert bzw. in diesem Fall aktiviert und/oder erhöht wird. Bevor das Becken überläuft, kann die Steuereinheit die Wasserzufuhr mindern oder stoppen.
  • Ist zu viel Wasser im Becken, kann die Steuereinheit auch einen Wasserauslass ansteuern, so dass Wasser aus dem Becken abgelassen wird und der Wasserstand sinkt.
  • Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung mit einem Becken und einem Wärmetauscher zum Einbringen und Entziehen von Wärmeenergie in bzw. aus einem Gewässer,
    • 2 eine schematische Schnittansicht mit Vorrichtung und einem Becken und einem höhenfixierten Wärmetauscher,
    • 3 eine schematische Schnittansicht mit Vorrichtung und einem Becken und einem höhenfixierten Wärmetauscher,
    • 4 eine schematische Schnittansicht mit Vorrichtung und einem Becken und einem höhenfixierten Wärmetauscher, mit Wassereinlass, Wasserauslass, Steuereinheit und Wasserstandssensor,
    • 5 eine schematische Schnittansicht mit Vorrichtung und einem Becken und einem höhenfixierten Wärmetauscher und
    • 6 eine schematische Schnittansicht mit Vorrichtung und einem Becken und einem höhenfixierten Wärmetauscher.
  • 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung 1 mit einem Becken 10 und einem Wärmetauscher 3 zum Einbringen und Entziehen von Wärmeenergie in bzw. aus einem Gewässer 2. Im Becken 10 kann das Wasser 6 des Gewässers 2 aufgenommen sein. Das Becken 10 ist vorteilhafterweise wasserdicht.
  • Das Becken 10 weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Beckenwandung 13 auf. Des Weiteren weist das hier gezeigte Becken einen Beckenboden 12 auf. Das Becken 10 kann eine Wanne sein, um ein künstliches Gewässer 2 auszubilden. Das Becken 10 kann ferner beispielsweise aus Kunststoff und/oder Beton ausgebildet sein. Des Weiteren kann das Becken 10 zylinderförmig oder eckig ausgebildet sein. Das Becken 10 ist ferner von einem Erdreich 11 umgeben und kann somit im Erdboden angeordnet werden. Das Becken 10 kann ferner beispielsweise ein Fassungsvermögen von einigen 10 bis einige 100 m3 aufweisen. Natürlich sind auch größere Gewässer 2, wie beispielsweise Seen oder Flüsse, denkbar, so dass das Volumen des Gewässers 2 im Bereich größer eine Million m3 liegen kann. Bei den größeren Seen ist zumeist kein Becken 10 vorhanden. Das Becken 10 wird dann vielmehr von einem Seegrund und/oder einer Seeböschung gebildet, wobei der Beckengrund 8 durch den Seegrund und die Beckenwandung 13 von der Seeböschung gebildet ist. Das Erdreich 11 um den See nimmt das Gewässer 2 auf und bildet den Beckengrund 8 und/oder die Beckenwandung 13. Im See kann der Übergang zwischen Beckengrund 8 und der Beckenwandung 13, welche steile Abschnitte des Erdreichs 11 sein können, fließend sein. Das Becken 10 ist somit ein Seebecken.
  • Der Wärmetauscher 3 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in das Gewässer 2 eingetaucht. Mit Hilfe des Wärmetauschers 3 kann Wärmeenergie in das Gewässer 2 eingebracht sowie dem Gewässer 2 entzogen werden.
  • Der Wärmetauscher 3 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Bereich einer Wasseroberfläche 9 angeordnet. Beispielsweise können die Wasseroberfläche 9 und eine Oberseite 17 des Wärmetauschers 3 eine Ebene bilden. Der Wärmetauscher 3 erstreckt sich somit von der Wasseroberfläche 9 in Richtung Beckengrund 8.
  • Der Wärmetauscher 3 weist ferner einen Zulauf 4 für einen Wärmeträger auf, über den der Wärmeträger in den Wärmetauscher 3 strömen kann. Weiterhin weist der Wärmetauscher 3 einen Ablauf 5 auf, über den der Wärmeträger den Wärmetauscher 3 verlassen kann. Durchströmt der Wärmeträger den Wärmetauscher 3 vom Zulauf 4 bis zum Ablauf 5, kann die Wärmeenergie von dem Wärmeträger auf das Gewässer 2 oder vom Gewässer 2 auf den Wärmeträger übertragen werden.
  • Die Richtung der Übertragung der Wärmeenergie hängt dabei von einem Temperaturunterschied zwischen der Temperatur des Wärmeträgers und der Temperatur des Gewässers 2 bzw. der Wassertemperatur ab. Ist die Temperatur des Wärmeträgers höher als die Wassertemperatur, wird Wärmeenergie in das Gewässer 2 eingebracht. Ist dagegen die Temperatur des Wärmeträgers geringer als die Wassertemperatur, wird Wärmeenergie dem Gewässer 2 entzogen.
  • Mit der dem Gewässer 2 entzogenen Wärmeenergie kann beispielsweise ein hier nicht gezeigtes Bauwerk bzw. ein Gebäude geheizt werden. Die Wärmeenergie wird dagegen auf das Gewässer 2 übertragen, wenn die Wärmeenergie in dem Gewässer 2 zwischengespeichert oder das Gebäude gekühlt werden soll.
  • Der Wärmetauscher 3 wird vorteilhafterweise mit einer hier nicht gezeigten Wärmepumpe im Gebäude bzw. Bauwerk verbunden, welche den Wärmeträger zum Wärmetauscher 3 leitet.
  • Der Wärmetauscher 3 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist ferner einen ersten Wasserwärmetauscher 25 auf. Dieser weist den Zulauf 4 und den Ablauf 5 auf und ist vorteilhafterweise mit der besagten Wärmepumpe des Bauwerks verbunden. Mit Hilfe des Wasserwärmetauschers 25 kann die Wärmeenergie zwischen dem Wasser 6 des Gewässers 2 und dem Wärmeträger im Wasserwärmetauscher 25 ausgetauscht werden.
  • Des Weiteren weist der Wärmetauscher 3 des vorliegenden Ausführungsbeispiels einen Luftwärmetauscher 26 auf. Der Luftwärmetauscher 26 weist einen Lufteinlass 28 und einen Luftauslass 29 auf. Der Luftwärmetauscher 26 weist ferner einen Hohlraum 31 auf, der vorzugsweise nicht mit Wasser 6 gefüllt ist, so dass Umgebungsluft mit Hilfe eines Lüfters 30 über den Lufteinlass 28 in den Hohlraum 31 einströmen und am Luftauslass 29 ausströmen kann. Mit Hilfe des Luftwärmetauschers 26 kann Wärmeenergie an die Luft abgegeben und von der Luft aufgenommen werden.
  • Der Wärmetauscher 3 weist des Weiteren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Wasserbecken 32 auf, welches vorteilhafterweise an der Oberseite 17 des Wärmetauschers 3 angeordnet ist. Das Wasserbecken 32 kann ferner mit Wasser 6 des Gewässers 2 gefüllt sein. Im Wasserbecken 32 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein zweiter Wasserwärmetauscher 27 angeordnet, welcher ebenfalls einen Zulauf 4 und/oder einen Ablauf 5 für den Wärmeträger aufweist. Der zweite Wasserwärmetauscher 27 kann ebenfalls mit einer Wärmepumpe des Bauwerks verbunden sein. Der erste und der zweite Wasserwärmetauscher 25, 27 können beispielsweise mit der selben Wärmepumpe verbunden sein.
  • Des Weiteren weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Luftwärmetauscher 26 einen Gewässereinlass 33 und einen Gewässerauslass 34 auf. Über den Gewässereinlass 33 kann aus dem Gewässer 2 stammendes Wasser 6 durch den Luftwärmetauscher 26 strömen und mit der im Hohlraum 31 angeordneten Luft Wärmeenergie austauschen (entweder aufnehmen oder abgeben). Das Wasser 6 strömt dann zum Gewässerauslass 34 und gelangt ins Wasserbecken 32, in dem der zweite Wasserwärmetauscher 27 angeordnet ist. Mit Hilfe der Kombination aus Luft- und zweitem WasserWärmetauscher 26, 27 kann Wärmeenergie zwischen der Luft und dem Wasser 6 und zwischen dem Wasser 6 und dem Wärmeträger ausgetauscht werden. Beispielsweise wird mit Hilfe der Luft das Wasser 6 im Luftwärmetauscher 26 erwärmt. Das dadurch erwärmte Wasser 6 gelangt in das Wasserbecken 32 und kann die aus der Luft aufgenommene Wärmeenergie an den im zweiten Wasserwärmetauscher 27 strömenden Wärmeträger abgeben, so dass mit dieser Wärmeenergie das Bauwerk geheizt werden kann.
  • Erfindungsgemäß ist der Wärmetauscher 3 höhenfixiert, so dass dessen Oberseite 17 unabhängig von einem Wasserstand des Gewässers 2 auf einer gleichbleibenden Höhe H über einem Beckengrund 8 des Beckens 10 angeordnet ist. Dadurch kann beispielsweise ein Leitungssystem 14 (vgl. folgende Figuren) und/oder der Zulauf 4 und/oder der Ablauf 5 entlastet werden, da diese sich auf der gleichbleibenden Höhe H befinden, und dadurch keine Höhenschwankungen, beispielsweise aufgrund von Schwankungen der Wasseroberfläche 9, ausgleichen müssen.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei Höhenfixierungen 7 vorhanden, welche hier als Verbindungselemente 7a, 7b ausgebildet sind. Die Verbindungselements 7a, 7b können beispielsweise als Seil, Kette und/oder Ankerelement ausgebildet sein, welche den Wärmetauscher 3 auf der gleichbleibenden Höhe H halten bzw. fixieren. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Verbindungselemente 7a, 7b an der Beckenwandung 13 angeordnet. Der Wärmetauscher 3 hängt somit an der Beckenwandung 13. Der Wärmetauscher 3 ist zwischen der Beckenwandung 13 auf gleichbleibender Höhe H eingespannt.
  • Der Wärmetauscher 3 weist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ferner ein Gehäuse 15 auf. Wie hier gezeigt ist, sind der erste, der zweite Wasserwärmetauscher 25, 27 und der Luftwärmetauscher 26 in dem Gehäuse 15 angeordnet. Das Gehäuse 15 muss jedoch eine Strömung von innerhalb des Gehäuses 15 nach außerhalb des Gehäuses 15 (und umgekehrt) ermöglichen, so dass die Wärmeenergie auf das ganze Gewässer 2 übertragen und vom ganzen Gewässer entzogen werden kann. Das Gehäuse 15 dient im Wesentlichen dazu, den Wärmetauscher 3 formstabil auszubilden und um die Komponenten des Wärmetauschers 3 und um den Zulauf 4, den Ablauf 5 und/oder den Gewässerein- 33 und/oder Gewässerauslass 34 aufzunehmen. Anstelle des Gehäuses 15 kann der Wärmetauscher 3 auch von einem Gerüst gehalten werden, so dass die Rohre des Wärmetauschers 3 zueinander fixiert sind.
  • Die Oberseite 17 ragt lediglich knapp über die Wasseroberfläche 9 hinaus, so dass der Wärmetauscher 3 so weit wie möglich in das Wasser 6 eintaucht, das Wasser 6 jedoch nicht in den Hohlraum 31, beispielsweise durch den Luftauslass 29, einströmen kann. Dementsprechend ist auch die Höhe H der Oberseite 17 über dem Beckengrund 8 sowie der Wasserstand eingestellt.
  • 2 zeigt eine schematische Schnittansicht der Vorrichtung 1 mit Becken 10 und Wärmetauscher 3. Gleiche oder zumindest ähnlich wirkende Merkmale, die bereits in der vorangegangenen und/oder in einer nachfolgenden Figur beschrieben sind bzw. beschrieben werden, werden hier der Einfachheit halber nicht nochmals erklärt bzw. werden der Übersichtlichkeit halber in einer folgenden Figur erklärt. Insbesondere ist der Wärmetauscher 3 nicht mehr mit allen Details gezeigt, sondern lediglich schematisch dargestellt. Der Wärmetauscher 3 dieser und der folgenden Figuren kann ein oder mehrere Merkmale des Wärmetauschers 3 der 1 aufweisen.
  • Um die hier nicht gezeigte Wärmepumpe im Bauwerk mit dem Wärmetauscher 3 verbinden zu können, kann das Leitungssystem 14 angeordnet sein, welches an dem Zulauf 4 und an dem Ablauf 5 angeschlossen ist. Zumindest ein Teil des Leitungssystems 14 kann auch zum Wärmetauscher 3 und/oder zur Vorrichtung 1 gehören. Das Leitungssystem 14 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel zwei Leitungen 18, 19, eine Zuleitung 18 und eine Ableitung 19. Mit Hilfe der Zuleitung 18 wird der Wärmeträger von der Wärmepumpe zum Wärmetauscher 3 geleitet. Die Zuleitung 18 ist dazu mit dem Zulauf 4 verbunden. Mit Hilfe der Ableitung 19 wird der Wärmeträger vom Wärmetauscher 3 zur Wärmepumpe zurückgeleitet. Die Ableitung 19 ist dazu mit dem Ablauf 5 verbunden. Die Wärmepumpe, das Leitungssystem 14 und der Wärmetauscher 3 bilden einen Kreislauf für den Wärmeträger.
  • Das Leitungssystem 14 führt hier seitlich aus dem Gewässer 2 heraus bzw. durch das Erdreich 11 hindurch. Des Weiteren führt das Leitungssystem 14 durch die Beckenwandung 13 hindurch. Die Beckenwandung 13 bzw. das Becken 10 weist dazu geeignete Öffnungen mit Dichtungen auf. Außerdem sind hier der Zulauf 4 und der Ablauf 5 an einer der Beckenwandung 13 zugewandten Seite an dem Wärmetauscher 3 angeordnet, so dass im bestimmungsgemäßen Gebrauch der Zu- und Ablauf 4, 5 und das Leitungssystem 14 horizontal orientiert sind. Zusätzlich oder alternativ kann es in manchen Fällen auch vorteilhaft sein, wenn das Leitungssystem 14 durch das Gewässer 2 nach oben verlegt wird, so dass das Leitungssystem 14 oberirdisch verlegt werden kann. Das Leitungssystem 14 wird dann an der Beckenwandung 13, aber noch im Gewässer 2, nach oben geführt. Das Leitungssystem 14 wird dann nicht durch eine Beckenwandung 13 des Beckens 10 geführt, so dass auf Bohrungen bzw. Öffnungen und Dichtungen verzichtet werden kann. Dadurch kann ferner auf das Verlegen des Leitungssystems 14 im Erdreich 11 verzichtet werden. Allerdings sollte das Leitungssystem 14 in diesem Fall isoliert sein.
  • 3 zeigt den Wärmetauscher 3 zum Einbringen von der Wärmeenergie in das Gewässer 2 sowie zum Entziehen von Wärmeenergie aus dem Gewässer 2, der derart ausgebildet ist, dass dieser im Wasser absinkt. Der Wärmetauscher 3 ist somit nicht-schwimmend ausgebildet. D.h., dass die Schwerkraft des Wärmetauschers 3 größer ist als dessen Auftriebskraft bzw. dessen statischer Auftrieb. Dies ist beispielsweise dann gegeben, wenn der Wärmetauscher 3, beispielsweise die Rohre des Wärmetauschers 3 und/oder das Gehäuse 15 überwiegend aus Materialien ausgebildet sind, die schwerer sind als Wasser bzw. eine höhere Dichte aufweisen als Wasser. Wenn der Wärmetauscher 3 überwiegend aus Metall ausgebildet ist, wird dieser im Wasser absinken. Um jedoch das Absinken erzwingen zu können, kann der Wärmetauscher 3 ein Absenkgewicht 20 aufweisen, welches im Prinzip die durchschnittliche Dichte der Vorrichtung 1 derart erhöht, dass der Wärmetauscher 3 absinkt. Das Absenkgewicht 20 kann beispielsweise ein Betonkörper sein, der am Wärmetauscher 3 angebracht ist. Der Wärmetauscher 3 sinkt nun von selbst in Richtung Beckengrund 8.
  • Gleiche oder zumindest ähnlich wirkende Merkmale, die bereits in der vorangegangenen und/oder in einer nachfolgenden Figur beschrieben sind bzw. beschrieben werden, werden hier der Einfachheit halber nicht nochmals erklärt bzw. werden der Übersichtlichkeit halber in einer folgenden Figur erklärt.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zumindest eine Höhenfixierung 7 als Stütze 7c, 7d ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Wärmetauscher 3 eine erste Stütze 7c und eine zweite Stütze 7d auf. Da der Wärmetauscher 3 im Gewässer 2 absinkt, kann mit Hilfe der beiden Stützen 7c, 7d der Wärmetauscher 3 auf dem Beckengrund 8 abgestützt werden, so dass der Wärmetauscher 3 höhenfixiert ist. Die Oberseite 17 des Wärmetauschers 3 bleibt somit auf gleichbleibender Höhe H über dem Beckengrund 8. Um ferner beispielsweise eine Unebenheit bzw. eine Schräge des Beckengrunds 8 ausgleichen zu können, können die Höhenfixierungen 7, welche beispielsweise in 2 die Verbindungselemente 7a, 7b und in 3 die Stützen 7c, 7d sind, eine unterschiedliche Länge aufweisen, so dass der Wärmetauscher 3 selbst horizontal orientiert ausgerichtet sein kann.
  • Der Zulauf 4 und/oder der Ablauf 5 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel im Bereich eines Stützenendes 21 der beiden Stützen 7c, 7d angeordnet. Die beiden Stützenenden 21 sind hier der Einfachheit halber zusammen mit einem einzigen Bezugszeichen versehen. Der Zulauf 4 und der Ablauf 5 sind hier an Stirnseiten der beiden Stützenenden 21 angeordnet. Dadurch können, wie hier gezeigt ist, die Zuleitung 18 und Ableitung 19 von unten her, d.h. aus Richtung des Beckengrunds 8 an die Vorrichtung 1 angeschlossen werden. Die Zuleitung 18 und die Ableitung 19 verlaufen, wie hier gezeigt ist, durch den Beckenboden 12 des Beckens 10. Die Zuleitung 18 und die Ableitung 19 verlaufen hier in einer vertikalen Richtung. Das Leitungssystem 14 ist dann dementsprechend verlegt. Das Leitungssystem 14 reicht zumindest teilweise unter das Gewässer 2.
  • In einer alternativen Ausführung kann das Leitungssystem 14, insbesondere die Zu- und/oder Ableitung 18, 19, auch im Gewässer 2 am Beckengrund 8 verlegt sein. Der Zulauf 4 und/oder der Ablauf 5 können dann seitlich an den Stützen 7c, 7d, beispielsweise im Bereich der Stützenenden 21, angeordnet sein. Die Zu- und/oder Ableitung 18, 19 kann im bestimmungsgemäßen Gebrauch der Vorrichtung 1 bzw. parallel zum Beckengrund 8 an den Zu- bzw. Ablauf 4, 5 angeschlossen sein. Das Leitungssystem 14 kann dann beispielsweise im Gewässer 2 an der Beckenwandung 13 entlang an die Wasseroberfläche 9 geführt sein. Das Leitungssystem 14 führt dann im Gewässer 2 an der Beckenwandung 13 des Beckens 10 entlang unter die Vorrichtung 1, so dass das Leitungssystem 14 von unten, d.h. aus Richtung des Beckengrunds 8, an die Vorrichtung 1 angeschlossen werden kann. Dadurch kann auf eine Bohrung und die damit verbundene Dichtung in der Beckenwandung 13 des Beckens 10 verzichtet werden.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Leitungsabschnitt des Wärmetauschers 3, der Zulauf 4 und/oder der Ablauf 5 zumindest teilweise, hier vollständig, in den Stützen 7c, 7d angeordnet. Dadurch sind das Leitungssystem 14, der Zulauf 4, der Ablauf 5 und der Leitungsabschnitt des Wärmetauschers 3 vor Korrosion oder Beschädigung durch Geröll geschützt. Ferner ist der konstruktive Aufwand geringer.
  • 4 zeigt eine schematische Schnittansicht der Vorrichtung 1 mit Becken 10 und Wärmetauscher 3. Gleiche oder zumindest ähnlich wirkende Merkmale, die bereits in der vorangegangenen und/oder in einer nachfolgenden Figur beschrieben sind bzw. beschrieben werden, werden hier der Einfachheit halber nicht nochmals erklärt bzw. werden der Übersichtlichkeit halber in einer folgenden Figur erklärt.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Zulauf 4 und der Ablauf 5 seitlich an den Stützen 7c, 7d und insbesondere im Bereich der Stützenenden 21 angeordnet. Die Zuleitung 18 und die Ableitung 19 können dann, wie hier gezeigt ist, entlang des Beckengrunds 8 bzw. entlang des Beckenbodens 12 des Beckens 10 und entlang der Beckenwandung 13 des Beckens 10 an die Wasseroberfläche 9 geführt werden. Anschließend kann das Leitungssystem 14 oberirdisch und/oder unterirdisch zur Wärmepumpe geführt werden. Dies ist vorteilhaft, da in das Becken 10 keine Öffnungen für das Leitungssystem 14 ausgebildet werden müssen und die Bodenarbeiten zum Verlegen des Leitungssystems 14 vereinfacht werden können. Die Ableitung 19 verläuft in dieser Ansicht teilweise hinter der Zuleitung 18.
  • Das Leitungssystem 14 kann auch in einem See derart verlegt werden, wie es hier gezeigt ist. Das Leitungssystem 14 führt dann entlang des Beckengrundes 8 bis ans Ufer des Sees. Dabei kann das Leitungssystem 14 auch zumindest teilweise in den Beckengrund 8 eingegraben sein, um es vor Beschädigung zu schützen.
  • Des Weiteren weist die Vorrichtung 1 einen Wasserstandssensor 22 auf, mittels dem ein Wasserstand des Gewässers 2 ermittelt werden kann. Der Wasserstandssensor 22 ist hier als Schwimmer ausgebildet.
  • Ferner weist das vorliegende Ausführungsbeispiel eine Steuereinheit 23 auf, die vorteilhafterweise zumindest die Messwerte über den Wasserstand des Wasserstandsensors 22 erhalten und/oder auswerten kann. Die Steuereinheit 23 kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass diese bei einem zu geringen Wasserstand einen Alarm ausgibt. Ein zu geringer Wasserstand liegt beispielsweise dann vor, wenn der Wärmetauscher 3 teilweise frei liegt und somit nicht bis zu seiner Oberseite 17 ins Wasser 6 eintaucht, so dass die Leistungsfähigkeit des Wärmetauschers 3 eingeschränkt ist.
  • Um den Wasserstand erhöhen zu können, kann die Steuereinheit 23 einen Wassereinlass 24 ansteuern, welcher Wasser 6 in das Gewässer 2 führt, so dass der Wasserstand steigt. Die Steuereinheit 23 kann die Wasserzufuhr auch stoppen, wenn ausreichend Wasser 6 im Gewässer 2 ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuereinheit 23 auch einen Wasserauslass 35 ansteuern, wenn beispielsweise zu viel Wasser 6 im Gewässer 2 ist oder wenn das Wasser 6 abgelassen werden soll, um Wartungsarbeiten an der Vorrichtung 1 durchführen zu können.
  • Die Steuereinheit 23 kann dabei den Wasserstand des Wassers 6 des Gewässers 2 derart, insbesondere mittels des Wassereinlasses 24 und/oder des Wasserauslasses 35, steuern, dass die Wasseroberfläche 9 und die Oberseite 17 des Wärmetauschers 3 bündig bzw. auf gleichem Niveau sind.
  • 5 zeigt die Vorrichtung 1 mit Becken 10 und Wärmetauscher 3 schematisch. Gleiche oder zumindest ähnlich wirkende Merkmale, die bereits in der vorangegangenen und/oder in einer nachfolgenden Figur beschrieben sind bzw. beschrieben werden, werden hier der Einfachheit halber nicht nochmals erklärt bzw. werden der Übersichtlichkeit halber in einer folgenden Figur erklärt.
  • 5 zeigt ein alternatives Beispiel der Höhenfixierung 7. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Wärmetauscher 3 mittels Hakenelementen 7e, 7f höhenfixiert. Die Hakenelemente 7e, 7f umgreifen einen Beckenrand 36 des Beckens 10.
  • 6 zeigt die Vorrichtung 1 mit Becken 10 und Wärmetauscher 3 schematisch. Gleiche oder zumindest ähnlich wirkende Merkmale, die bereits in der vorangegangenen und/oder in einer nachfolgenden Figur beschrieben sind bzw. beschrieben werden, werden hier der Einfachheit halber nicht nochmals erklärt bzw. werden der Übersichtlichkeit halber in einer folgenden Figur erklärt.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist das Becken 10, insbesondere die Beckenwandung 13, zumindest eine Abstufung 7g, 7h auf. Hier sind zwei Abstufungen 7g, 7h gezeigt, wobei es sich auch nur um eine einzige Abstufung handeln kann, die in einer Umfangsrichtung das Becken 10 umläuft. Auf den Abstufungen 7g, 7h sitzt der Wärmetauscher 3 mit seiner Unterseite 16 auf. Der Wärmetauscher 3 weist eine höhere Dichte auf als das Wasser 6, so dass der Wärmetauscher 3 im Wasser absinkt. Mittels der zumindest einen Abstufung 7g, 7h ist der Wärmetauscher 3 höhenfixiert. Die Abstufungen 7g, 7h können auch zur Höhenfixierung 7 gezählt werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Vorrichtung
    2
    Gewässer
    3
    Wärmetauscher
    4
    Zulauf
    5
    Ablauf
    6
    Wasser
    7
    Höhenfixierung
    7a
    erstes Verbindungselement
    7b
    zweites Verbindungselement
    7c
    erste Stütze
    7d
    zweite Stütze
    7e
    erstes Hakenelement
    7f
    zweites Hakenelement
    7g
    erster Abstufung
    7h
    zweite Abstufung
    8
    Beckengrund
    9
    Wasseroberfläche
    10
    Becken
    11
    Erdreich
    12
    Beckenboden
    13
    Beckenwandung
    14
    Leitungssystem
    15
    Gehäuse
    16
    Unterseite
    17
    Oberseite
    18
    Zuleitung
    19
    Ableitung
    20
    Absenkgewicht
    21
    Stützenende
    22
    Wasserstandssensor
    23
    Steuereinheit
    24
    Wassereinlass
    25
    erster Wasserwärmetauscher
    26
    Luftwärmetauscher
    27
    zweiter Wasserwärmetauscher
    28
    Lufteinlass
    29
    Luftauslass
    30
    Lüfter
    31
    Hohlraum
    32
    Wasserbecken
    33
    Gewässereinlass
    34
    Gewässerauslass
    35
    Wasserauslass
    36
    Beckenrand
    H
    Höhe

Claims (15)

  1. Vorrichtung (1) mit einem Becken (10) zur Aufnahme eines Gewässers (2), insbesondere zur Installation im Erdreich (11) und/oder Boden, und mit einem Wärmetauscher (3) zum Einbringen von Wärmeenergie in das Gewässer (2) sowie zum Entziehen von Wärmeenergie aus dem Gewässer (2), wobei der Wärmetauscher (3) nach dem Einsetzen in das Gewässer (2) zumindest teilweise in das Gewässer (2) eintaucht, und wobei der Wärmetauscher (3) einen Zulauf (4) und einen Ablauf (5) für einen Wärmeträger (6) aufweist, so dass der Wärmeträger (6) durch den Wärmetauscher (3) strömen und Wärmeenergie an das Gewässer (2) abgeben oder dem Gewässer (2) Wärmeenergie entziehen kann, dadurch gekennzeichnet , dass der Wärmetauscher (3) höhenfixiert ist, so dass dessen Oberseite (17) unabhängig von einem Wasserstand des Gewässers (2) auf einer gleichbleibenden Höhe (H) über einem Beckengrund (8) des Beckens (10) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwerkraft des Wärmetauschers (3) höher ist als dessen statischer Auftrieb im Gewässer (2) und/oder dass der Wärmetauscher (3) ein Absenkgewicht (20) aufweist.
  3. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (3) mit einer Unterseite (16) auf dem Beckengrund (8) und/oder auf zumindest einer, insbesondere in Umfangsrichtung umlaufenden, Abstufung (7g, 7h) einer Beckenwandung (13) aufliegt, so dass der Wärmetauscher (3) höhenfixiert ist.
  4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (4) und/oder der Ablauf (5) des Wärmetauschers (3) im Bereich der Unterseite (16) angeordnet sind, die Kontakt mit dem Beckengrund (8) und/oder der zumindest einen Abstufung (7g, 7h) aufweisen.
  5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zumindest eine Höhenfixierung (7; 7a - 7d) umfasst, mittels der der Wärmetauscher (3) auf der gleichbleibenden Höhe (H) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenfixierung (7; 7a - 7d) zumindest ein Verbindungselement (7a, 7b), insbesondere ein Seil, eine Kette und/oder ein Ankerelement, umfasst, mittels dem der Wärmetauscher (3) an einer Beckenwandung (13) des Beckens (10) und/oder am Beckengrund (8) höhenfixiert ist.
  7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenfixierung (7; 7a - 7d) zumindest eine Stütze (7c, 7d) umfasst, mittels der der Wärmetauscher (3) auf dem Beckengrund (8) steht und/oder dass die zumindest eine Stütze (7c, 7d) den Zulauf (4) und/oder den Ablauf (5) für den Wärmeträger (6) aufweist, wobei der Zulauf (4) und/oder der Ablauf (5) vorzugsweise in der zumindest einen Stütze (7c, 7d) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (4) und/oder der Ablauf (5) seitlich und/oder an einer von dem Wärmetauscher (3) abgewandten Stirnseite der zumindest einen Stütze (7c, 7d) angeordnet ist und/oder dass der Zulauf (4) und/oder der Ablauf (5) im Bereich eines Stützenendes (21) der zumindest einen Stütze (7c, 7d) angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenfixierung (7; 7a - 7h) zumindest ein Hakenelement (7e, 7f) umfasst, mittels dem der Wärmetauscher (3) am Becken (10) eingehängt ist.
  10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulauf (4) und/oder der Ablauf (5) in dem zumindest einen Hakenelement (7e, 7f) verlaufen.
  11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (3) ein Gehäuse (15) umfasst, wobei der Wärmetauscher (3) mit dem Gehäuse (15) auf dem Beckengrund (8) aufsteht.
  12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ein Leitungssystem (14) umfasst, mittels dem der Wärmetauscher (3) mit einer Wärmepumpe einer Heizanlage verbunden werden kann.
  13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem (14), der Zulauf (4) und/oder der Ablauf (5) entlang des Beckengrundes (8) und/oder entlang der Beckenwandung (13) verlaufen.
  14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitungssystem (14) zumindest eine starre Leitung umfasst.
  15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Vorrichtung (1) einen Wasserstandsensor (22) aufweist, mittels dem ein Wasserstand im Becken (10) ermittelt werden kann, und/oder dass die Vorrichtung (1) eine Steuereinheit (23) aufweist, die den Wasserstand vom Wasserstandsensor (22) auswerten kann, wobei die Steuereinheit (23) vorzugsweise mit einem Wassereinlass (24) und/oder einem Wasserauslass (35) verbunden ist und diese steuern kann, so dass die Steuereinheit (23) den Wasserstand im Becken (10) erhöhen und/oder vermindern kann.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021116292A1 (de) 2021-06-23 2022-12-29 Max Bögl Wind AG Vorrichtung mit einem Behälter zur Aufnahme von Wasser und zur Installation im Erdreich sowie mit Wärmetauschern
DE102023108654A1 (de) 2023-04-04 2024-10-10 Ingenieur- und Sachverständigenbüro für Haustechnik Dipl.-Ing. Görisch GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Hans-Joachim Görisch, 14469 Potsdam) Modularer Wärmetauscher für Oberflächengewässer

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2459742A1 (de) * 1974-12-18 1976-07-01 Platz Fa Carl Vorrichtung zur regelung des gesamt- waermehaushaltes von objekten
DE2825684A1 (de) * 1978-06-12 1979-12-20 Alfred Dipl Phys Seeger Waermetauscher zur entnahme von waerme aus einem umgebungsmedium fuer ein waermepumpensystem
DE2952560A1 (de) * 1979-12-28 1981-07-02 Chemowerk Erhard Mödinger, Fabrik f. Kunststofferzeugnisse, 7056 Weinstadt Waermespeicher
DE3113784A1 (de) * 1981-04-04 1982-10-28 Hans-Dieter 4763 Ense Heimann "anlage zur waermerueckgewinnung aus haeuslichem abwasser"
DE19933820A1 (de) * 1999-04-07 2000-10-12 Gerhard Roesing Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wärme
DE10234238A1 (de) * 2001-07-25 2003-02-06 Vaillant Gmbh Wärmetauscher

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2459742A1 (de) * 1974-12-18 1976-07-01 Platz Fa Carl Vorrichtung zur regelung des gesamt- waermehaushaltes von objekten
DE2825684A1 (de) * 1978-06-12 1979-12-20 Alfred Dipl Phys Seeger Waermetauscher zur entnahme von waerme aus einem umgebungsmedium fuer ein waermepumpensystem
DE2952560A1 (de) * 1979-12-28 1981-07-02 Chemowerk Erhard Mödinger, Fabrik f. Kunststofferzeugnisse, 7056 Weinstadt Waermespeicher
DE3113784A1 (de) * 1981-04-04 1982-10-28 Hans-Dieter 4763 Ense Heimann "anlage zur waermerueckgewinnung aus haeuslichem abwasser"
DE19933820A1 (de) * 1999-04-07 2000-10-12 Gerhard Roesing Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wärme
DE10234238A1 (de) * 2001-07-25 2003-02-06 Vaillant Gmbh Wärmetauscher

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021116292A1 (de) 2021-06-23 2022-12-29 Max Bögl Wind AG Vorrichtung mit einem Behälter zur Aufnahme von Wasser und zur Installation im Erdreich sowie mit Wärmetauschern
EP4109025A3 (de) * 2021-06-23 2023-03-01 Max Bögl Wind AG Vorrichtung mit einem behälter zur aufnahme von wasser und zur installation im erdreich sowie mit wärmetauschern
DE102023108654A1 (de) 2023-04-04 2024-10-10 Ingenieur- und Sachverständigenbüro für Haustechnik Dipl.-Ing. Görisch GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Hans-Joachim Görisch, 14469 Potsdam) Modularer Wärmetauscher für Oberflächengewässer

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