DE19640093A1

DE19640093A1 - Rohrleitungsanordnung als Wärmetauscheinrichtung

Info

Publication number: DE19640093A1
Application number: DE19640093A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Kluge
Original assignee: KLUGE ROHRLEITUNGSANLAGENBAU Z
Current assignee: KLUGE ROHRLEITUNGSANLAGENBAU Z
Priority date: 1996-09-28
Filing date: 1996-09-28
Publication date: 1998-04-09

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine im Erdreich verlegte bzw., zur Verle gung im Erdreich bestimmte Rohrleitungsanordnung als Wärmetauschein richtung für Wärmepumpen und dergleichen umfassend einen Vorlauf- und einen Rücklauf.

Derartige Rohrleitungsanordnungen dienen dazu, die im Erdreich gespei cherte Wärmeenergie für Heizzwecke auszunutzen. Die dort gespeicherte Wärmeenergie wird bis 100 Meter unter der Oberfläche dem Boden zu 95% durch Sonneneinstrahlung zugeführt. Der Boden speichert diese Ener gie bei einer relativ konstanten Temperatur von 8 bis 10°C, wobei unter halb einer Tiefe von ca. einem Meter der Einfluß der Lufttemperatur sich praktisch nicht mehr auswirkt.

Herkömmliche Rohrleitungsanordnungen zur Ausnutzung dieses Energie potentials bestehen üblicherweise aus Kunststoffrohren, die horizontal in Tiefen zwischen 1 Meter und 1,5 Meter oder senkrecht in bis zu 100 Meter tiefe Bohrungen eingebracht werden.

Mit anderen Worten müssen zur Verlegung derartiger Rohranordnungen erst Gräben gezogen oder mit Spezialwerkzeugen Bohrungen eingebracht werden und erst danach kann die Verlegung der Wärmetauscherrohre erfol gen.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Rohr leitungsanordnung zu schaffen, welche bei hoher Wirksamkeit eine leichte Verlegung und ein hohes Maß an Vorfertigung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Vorlauf und Rücklauf jeweils durch einen U-Schenkel eines U-förmigen Rohres gebil det sind, wobei sich im Bereich des U-Bodens ein Vortriebskopf befindet, der mit einem Vortriebsgestänge verbunden ist. Dabei sind die Bezeich nungen U-Schenkel und U-förmig nicht im engeren Sinne zu verstehen, sondern dahingehend, daß in einer derart gebildeten Rohrsonde vertikal getrennt ein Vorlauf- und Rücklaufbereich vorgesehen sind, welche im Be reich des unteren Endes der Sonde miteinander verbunden sind.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat den Vorteil, daß das Einbringen der Rohrsonde mit der Erstellung der erforderlichen Bohrung einhergeht, wobei die Sonden so gestaltet sind, daß die einzelnen inneren Teile wäh rend des Verdrängungs- bzw. Bohrvorgangs sich in ihrer Lage zueinander nicht ändern und dementsprechend gewährleistet ist, daß sie auch tatsäch lich im vormontierten Zustand eingebracht werden. Die einzelnen Sonden werden untereinander je nach Bedarf über Reihen- oder Parallelschaltung der Vorlauf- und Rücklaufzirkulationskreise verbunden, wobei in an sich bekannter Weise über Pumpen ein Wärmeträger, z. B. in Form einer Sole, über dem Vorlaufbereich zugeführt und den Rücklaufbereich wieder abge zogen wird.

Die derart umgepumpte Sole nimmt die Wärmeenergie des Erdreiches auf, wobei diese Energie der Sole über eine Wärmepumpe vor Beginn eines neuen Kreislaufes entzogen wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Vortriebs gestänge durch ein oder eine Mehrzahl von Stahlrohren gebildet ist, wobei die Rohrsonde selbst durch ein Kunststoffrohr gebildet sein kann.

Das Vortriebsgestänge kann im Boden verbleiben oder aber vorzugsweise mit dem Vortriebskopf lösbar verbunden sein. Insoweit kann eine Verbin dung über ein Gewinde, über eine Art Bajonettverschluß oder über eine Verzahnung drehfest-lösbar ausgestaltet sein.

Das Vortriebsgestänge kann zwischen den U-Schenkeln des U-förmigen Rohres angeordnet sein.

Für die Ausgestaltung des Vortriebskopfes als solchen gibt es verschiedene Möglichkeiten, d. h. er kann kegelförmig, abgerundet oder abgestuft ausge bildet sein.

Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, daß die Rohrsonde im wesentli chen vertikal bzw. schräg-vertikal in das Erdreich eingebracht ist, wobei günstigerweise ausgehend von einem Punkt an der Oberfläche jeweils ein Bündel schräg zueinander verlaufender Rohrsonden vorgesehen ist, und wobei eine Mehrzahl derartiger Bündel über Sammelvorlauf- bzw. -rück laufleitungen miteinander verbunden sind.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausfürungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Rohrlei tungsanordnung in einem vertikalen Schnitt,

Fig. 2 eine schematische Aufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1 und

Fig. 3 bis 5 jeweils teilweise geschnitten zwei verschiedene Ausführungs formen der Rohrsonde bzw. des Sondenkopfes, wobei Fig. 5 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 4 zeigt, und

Fig. 6a-f verschiedene Ausführungsformen des Stahlprofils für das Vor triebsgestänge.

In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Rohrleitungsanordnung darge stellt, welche Rohrsonden 1 bis 16, die unter Ausbildung von Büscheln 17 bis 20 jeweils ausgehend von einem Punkt 21 bis 24 knapp unter der Erd oberfläche 25 schräg-vertikal verlaufend in das Erdreich 26 eingebracht sind, wobei die einzelnen Büschel 17 bis 20 über horizontal unter der Erd oberfläche 25 verlaufende Sammelleitungen 27 verbunden sind, die zu ei nem Haus 28 führen, in dem eine Umwälzpumpe zum Umwälzen von Sole durch die Rohrleitungsanordnung und eine Wärmepumpe zur Rückgewin nung der von der Sole aufgenommenen Wärme aus dem Erdreich 26 unter gebracht ist.

In Fig. 1 ist auch schematisch ein Vortriebswagen 29 eingezeichnet, der dazu bestimmt ist, die Rohrsonden 1 bis 16 in den Boden einzutreiben.

In den Fig. 3 bis 5 sind verschiedene Varianten derartiger Rohrsonden 1a, 1b und 1c dargestellt.

Die in Fig. 3 dargestellte Rohrsonde Ia umfaßt ein U-förmiges Rohr 30, dessen einer U-Schenkel 31 als Vorlauf und dessen anderer U-Schenkel 32 als Rücklauf dient.

Zwischen den beiden U-Schenkel 31, 32 ist ein rohrförmiges Vortriebsge stänge 33 angeordnet. Ein Vortriebskopf 34 mit abgerundeter Spitze 35 umgibt das untere Ende und den U-Boden 36 des Rohrs 30, welcher den Vorlauf (U-Schenkel 31) und Rücklauf (U-Schenkel 32) verbindet.

Bei der in Fig. 4 und 5 dargestellten Variante ist die Rohrsonde 1b im Prin zip so aufgebaut, wie vorstehend in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben, wobei jedoch der Vortriebskopf 34b ein abgestuftes unteres Ende 35b auf weist. Dabei wird der Vorlauf durch ein inneres Rohr 31b und der Rücklauf durch ein dieses konzentrisch umgebendes äußeres Rohr 32b gebildet, wo bei das innere Rohr 3 Ib kürzer ist als das äußere Rohr und somit eine Ver bindung zwischen Vorlauf und Rücklauf hergestellt wird.

Fig. 6 zeigt verschiedene Varianten eines Stahlprofils zur Ausbildung des Vortriebsgestänges 33, welches die beiden U-Schenkel 31 bzw. 32 für Vorlauf bzw. Rücklauf aufnimmt.

Bei der in Fig. 6a dargestellten Variante ist das Stahlprofil U-förmig, bei der in Fig. 6b dargestellten Variante E-förmig unter Ausbildung einer Trennwand zwischen U-Schenkel 31 und U-Schenkel 32, in Fig. 6c S-förmig, in Fig. 6d H-förmig, in Fig. 6e rechteckförmig und in Fig. 6f recht eckförmig mit Trennwand.

Claims

1. Im Erdreich verlegte beziehungsweise zur Verlegung im Erdreich be stimmte Rohrleitungsanordnung als Wärmetauscheinrichtung für Wärme pumpen und dergleichen umfassend einen Vorlauf- und einen Rücklauf, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung eine Mehrzahl von Rohr sonden (1 bis 16) umfaßt, bei welchen Vorlauf und Rücklauf jeweils durch einen U-Schenkel (31, 32) eines U-förmigen Rohres gebildet sind, wobei sich im Bereich des U-Bodens (36) ein Vortriebskopf (34) befindet, der mit einem Vortriebsgestänge (33) verbunden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vor triebsgestänge (33) durch ein oder mehrere Stahlrohre gebildet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohr sonde durch ein Kunststoffrohr gebildet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vor triebsgestänge (33) mit dem Vortriebskopf (34) lösbar verbunden ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vor triebsgestänge (33) mit dem Vortriebskopf (34) über ein Gewinde, über einen Bajonettverschluß oder über eine Verzahnung drehfest-lösbar ver bunden ist.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vor triebsgestänge (33) zwischen den U-Schenkeln (31, 32) des U-förmigen Rohres (30) angeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vor triebskopf (34) kegelförmig, abgerundet oder abgestuft ausgebildet ist.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohr sonde (1) Anordnung im wesentlichen vertikal beziehungsweise schräg vertikal in das Erdreich (26) eingebracht ist.

9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einem Punkt (21 bis 24) an der Oberfläche (25) jeweils ein Bündel (17 bis 20) schräg zueinander verlaufender Rohrsonden (1) in das Erdreich (26) eingebracht sind.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl derartiger Bündel (17 bis 20) über Sammelvorlauf- beziehungs weise -rücklaufleitungen (25) miteinander verbunden sind.