DE19915496A1 - Installation for producing and distributing heat - Google Patents

Installation for producing and distributing heat

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Abstract

A residential complex (10) has several terraced houses (12) and is served by a central heating unit (14) which extends beneath the surrounding grassed area (16). Also involved is a hot water storage tank (18) and a heat pump (20) of a low temperature heating system with a forward flow temperature of at most 45 degrees Celsius. Outside the central heating unit is an outer forward flow (22a) extending the forward flow of the heat pump (20). An outer return flow (24a) is connected to the return flow of the heat pump, with the intermediate connection of a ground collector (26) to a solid absorber (28). This absorber is a column-type construction with four plates extending from a cross-shaped basic structure, two of which are aligned with each other, with their facing inner edges running over the grass edge (16) at a distance of e.g. 80 cm.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zum Erzeugen und Verteilen von Wärme, insbesondere ein Wärmepumpen- Nahwärmesystem.The present invention relates to a plant for generating and distributing heat, especially a heat pump Local heating system.

Ausgehend von Massivabsorberanlagen in Außenwänden von Hochbauten zur Wärmeenergiegewinnung, wird mit der EP-B-0442432 der Anmelderin vorgeschlagen, kreuz- oder sternför­ mige Bauwerke aus teilweise unter der Rasenoberfläche ange­ ordneten Absorberplatten herzustellen, welche die Aufgabe lösen, für einen möglichst kleinen freien Platz außerhalb eines Gebäuden einen Massivabsorber anzubieten, der zusätz­ lich zum Gebäude aufgestellt werden kann, alle technischen und wirtschaftlichen Voraussetzungen für einen Energieer­ zeuger erfüllt und zudem nicht störend wirkt.Starting from solid absorber systems in the outer walls of High-rise buildings for heat energy production, is with the EP-B-0442432 proposed to the applicant, cross or star Buildings from partially below the lawn surface ordered absorber plates to manufacture the task solve for the smallest possible free space outside of a building to offer a solid absorber that additionally can be set up to the building, all technical and economic requirements for an energy company The manufacturer fulfills and also does not interfere.

Die DE-A-44 10 689 der Anmelderin schildert die Hinzunahme von in ein Bohrloch eingeführten Erdwärmesonden, die mit dem Steigstrang ihrer Rohrtour an die Absorberplatte/n an­ geschlossen ist/sind.The applicant's DE-A-44 10 689 describes the addition of geothermal probes inserted into a borehole the riser of your pipe tour to the absorber plate / s is / are closed.

Nach dem Entwurf der VDI-Richtlinie, VDI 4640, vom Februar 1998, sind Erdwärmekollektoren so auszulegen, dass - je nach Untergrundbeschaffenheit - 17 bis 72 m2 für jede Ki­ lowatt-Stunde thermisch (kWch) erforderlich sind. Da die Häusern zugehörigen Grundstücksgrößen immer kleiner werden - beispielsweise für Reihenhäuser mit 150 m2 Wohnfläche oft nur zwischen 145 m2 und 250 m2 messen -, ist es in den meisten Fällen nahezu unmöglich, die erforderlichen Grund­ stücksflächen für Erdwärmekollektoren bereitzustellen. Um nun trotzdem Solewärmepumpen betreiben zu können, wird ent­ weder auf die Nutzung des Untergrundes mit den erwähnten Erdwärmesonden zurückgegriffen oder auf Absorbertechniken. According to the draft of the VDI guideline, VDI 4640, from February 1998, geothermal collectors are to be designed in such a way that - depending on the nature of the subsurface - 17 to 72 m 2 are required for each kilowatt hour thermally (kW ch ). Since the houses belonging to the property are getting smaller and smaller - for example, for terraced houses with 150 m 2 of living space often only measure between 145 m 2 and 250 m 2 - it is almost impossible to provide the necessary land for geothermal collectors. In order to be able to operate brine heat pumps anyway, either the use of the subsurface with the geothermal probes mentioned is used or absorber technology.

Das technische Nachfragepotential für solarthermische Wär­ megewinnung wird zwischen 136 bis 718 PJ/a und für die oberflächennahe Erdwärmenutzung auf 1316 PJ/a geschätzt. Demgegenüber wurden Ende 1995 solarthermische nur etwa 1,6 PJ/a und bei der oberflächennahen Erdwärme mittels Wärme­ pumpen nur etwa 2 bis 3 PJ/a genutzt. Hier werden weitere Zunahmen vorausgesagt, wobei der Beitrag der oberflächenna­ hen Erdwärmenutzung höher ausfallen soll als jener der So­ larthermie.The technical demand potential for solar thermal heat Mega recovery is between 136 to 718 PJ / a and for the Near-surface geothermal energy use estimated at 1316 PJ / a. In contrast, at the end of 1995, only about 1.6 PJ / a and near-surface geothermal energy using heat pumps only used about 2 to 3 PJ / a. Here are more Increases are predicted, with the contribution of superficial geothermal energy use should be higher than that of the sun larthermia.

Bekannt sind solargeschützte Nahwärmekonzepte, bestehend aus Solarkollektor-Anlagen, saisonalem Wärmespeicher und BHKW. Nachteil dieses Systems zur Nutzung von regenerativer Energie ist, dass aufgrund der Systemkosten Untergrenzen für die mit einer Anlage zu versorgenden Wohneinheiten von rund 100 bis 150 solcher Wohneinheiten vorhanden sind, und dass diese Wohneinheiten möglichst zeitlich gemeinsam in Heizbetrieb gehen müssen. Es gibt aber - gerade auch im Zuge des kostengünstigen Wohnungsbaus - viele kleinere Neubaugebiete für Reihenhäuser, in denen derartige Großan­ lagen nicht realisiert zu werden vermögen.Solar-protected local heating concepts are known from solar collector systems, seasonal heat storage and CHP. Disadvantage of this system for the use of regenerative Energy is that due to the system costs lower limits for the residential units from there are around 100 to 150 such residential units, and that these residential units should be in Heating operation must go. But there is - especially in Due to the inexpensive housing construction - many smaller ones New development areas for terraced houses, in which such Großan were not able to be realized.

In Kenntnis diese Standes der Technik hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, ein gattungsgemäßes Heizsystem in seiner Leistungsfähigkeit zu verbessern mit dem Zweck, die Kosten von Wärmequellen erheblich zu reduzieren. Zudem sol­ len die sichtbaren Teile dieses Heizsystems möglichst wenig störend wirken und auch in Wohngebieten aufstellbar sein.The inventor became aware of this state of the art given the task of a generic heating system in to improve its performance with the purpose of: To significantly reduce the cost of heat sources. In addition, sol len the visible parts of this heating system as little as possible have a disturbing effect and can also be set up in residential areas.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre der unabhängigen Ansprüche; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildun­ gen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kom­ binationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.The teaching of the independent leads to the solution of this task Expectations; the subclaims give favorable further training to. In addition, all com fall within the scope of the invention binations from at least two of the ones in the description, the Drawing and / or the features disclosed in the claims.

Die erfindungsgemäße Kombination von Massivabsorbern mit oberflächennaher Erdwärme führt im Vergleich zur transpa­ renten Wärmedämmung oder zur Solarkollektortechnik zu einer sehr effektiven solaren Baumaßnahme. Genutzt wird Umwelt­ wärme als regenerative Energie, die mit Hilfe von einer oder von mehreren Wärmepumpe/n zur Heizwärmeerzeugung her­ angezogen wird. Bevorzugte Umweltwärmequellen sind die - über Massivabsorber - in Gebäudebauteilen absorbierbare Solarthermie sowie die aus Erdwärmesonden oder Erdwärmekol­ lektoren gewonnene, im Erdreich eingespeicherte Sonnen­ wärme.The combination of solid absorbers with geothermal energy near the surface leads in comparison to the transpa thermal insulation or solar collector technology to one  very effective solar construction. Environment is used heat as regenerative energy with the help of a or from several heat pumps for generating heat is attracted. Preferred sources of environmental heat are the - via solid absorbers - absorbable in building components Solar thermal as well as from geothermal probes or geothermal col Suns obtained from the earth and stored in the earth warmth.

Erfindungsgemäß soll in begehbaren und auch in nicht begeh­ baren Stationsgebäuden die gesamte Technik installiert wer­ den, so dass ein Betreiber - z. B. ein kommunales oder re­ gionales Energieversorgungsunternehmen oder auch ein Pri­ vatunternehmen bzw. Dienstleistungsunternehmen - die An­ lage betreiben, d. h. jederzeit warten, kontrollieren und die Verbrauchswerte ablesen kann.According to the invention should be walked in and not walked on The entire technology can be installed in station buildings the so that an operator - e.g. B. a municipal or re regional energy supply company or also a pri vat companies or service companies - the An operate location, d. H. wait, check and at any time can read the consumption values.

Eine kleinste derartige solare Nahwärmeeinheit besteht bei­ spielsweise aus einem kompakten, im Werk schlüsselfertig erstellten und gerätetechnisch ausgebauten - als Stations­ gebäude bezeichnetes - Bauwerk von 4 bis 10 m2 Grundriss­ fläche für die Versorgung von 5 bis 15 Wohneinheiten, also für die Bereitstellung von etwa 30 kW bis 100 kW Heizlei­ stung, ferner aus Umweltwärme- und Solarwärmeabsorbern - letztere als Bauteile von Gebäuden - sowie aus Leitungssy­ stemen und Übergabestationen. Das solare Nahwärmesystem mit Massivabsorber-Wärmepumpen ist für die zentrale Heizversor­ gung auch von nur wenigen Gebäuden oder Wohneinheiten vor­ gesehen (Untergrenze etwa 5 bis 10 WE), jedoch jederzeit erweiterbar auf beliebig viele Wohneinheiten.One of the smallest such solar local heating units consists, for example, of a compact, turnkey factory-designed and technically expanded - referred to as a station building - structure of 4 to 10 m 2 of floor space for the supply of 5 to 15 residential units, i.e. for the provision of about 30 kW to 100 kW heating power, also from environmental and solar heat absorbers - the latter as components of buildings - as well as from line systems and transfer stations. The solar local heating system with solid absorber heat pumps is also provided for the central heating supply of only a few buildings or residential units (lower limit about 5 to 10 residential units), but can be expanded at any time to any number of residential units.

Wärmepumpenanlagen sind äußerst energiesparend und schad­ stoffmindernd sowie an der Schwelle der Wirtschaftlichkeit. Gerade durch die Technik der modularen Nahwärmezentralen können Kosten weiter reduziert und somit wesentliche Schritte zur Wirtschaftlichkeit geebnet werden. Heat pump systems are extremely energy-saving and harmful reducing substances and on the threshold of economy. Especially through the technology of the modular local heating centers can further reduce costs and therefore essential Steps to economy are leveled.  

Durch die optische Komponente des Konzeptes, also durch das Einbinden von greifbarer Solarthermie und von Stationsge­ bäuden lässt sich der Bekanntheitsgrad dieser Art des sola­ ren Bauens in der Öffentlichkeit fördern.Through the optical component of the concept, i.e. through the Integration of tangible solar thermal and station ge buildings can be known for this type of sola promote their construction in public.

Die weit entwickelte Technik von Betonraumzellen für die Herstellung im Werk schlüsselfertig erstellter Heizzentra­ len sowie die in dieser Raumzellentechnik integrierte Mo­ dultechnik bietet zum einen eine hohe Flexibilität bei der Anpassung an die Versorgungsgröße und die Möglichkeit der Nachrüstbarkeit bzw. einer zeitversetzten Anpassbarkeit und zum anderen ein beachtliches Kostensenkungspotential gegen­ über Einzelanlagen.The advanced technology of concrete room cells for the Manufacture of a turnkey heating center len as well as the Mo. integrated in this room cell technology On the one hand, dultechnik offers great flexibility in the Adaptation to the supply size and the possibility of Retrofittability or a delayed adaptability and on the other hand, a considerable cost reduction potential against about individual systems.

Für die verschiedenen Bedarfsfälle - d. h. die Größeklas­ sen von Bebauungsgebieten, Gebäudeklassen, Nachrüstbarkei­ ten - werden die verschiedenen Komponenten des Nahwärme­ konzeptes entwickelt:
The various components of the local heating concept are developed for the various needs - i.e. the size classes of building areas, building classes, retrofit options:

  • - Anlagenkonzepte für verschiedene Bebauungen;- Plant concepts for different buildings;
  • - zugehörige Stationgsgebäudemodule;- associated station building modules;
  • - zugehörige Installations- und Gerätemodule;- associated installation and device modules;
  • - zugehörige Leitungs- und Hausübergabestationskon­ zepte;- associated line and house transfer station con scepters;
  • - zugehörige Umweltwärmekonzepte, insbesondere die Entwicklung optimierter Leistungsverhältnisse von Massivabsorbern zu Erdwärmeabsorbern.- associated environmental heating concepts, especially the Development of optimized performance ratios from Solid absorbers to geothermal absorbers.

Erforscht werden u. a. die Optimierung der sich gegenseitig beeinflussenden Kurzzeitspeicher von Massivabsorbern und Erdwärmeabsorbern in Abhängigkeit verschiedener Kälteperi­ oden, die Regenerierbarkeitsregeln von Erdwärmekollektoren durch Absorber, d. h. die höhere Ausnutzbarkeit von Erdwär­ mekollektoren durch Solarthermie-Absorber, der Einfluss der verschiedenen Klimaregionen, die Unterstützungsmöglichkei­ ten durch Pufferspeicher oder andere Maßnahmen, die Umsetz­ barkeit in diversen Bebauungsgebieten, die Einflüsse der Geologie und der Gebäudeausrichtungen, die Größe der diver­ sen Einflussfaktoren auf die Wärmegestehungskosten und dgl.To be researched u. a. optimizing each other influencing short-term storage of solid absorbers and Geothermal energy absorbers depending on different cold periods oden, the regenerability rules of geothermal collectors through absorbers, d. H. the higher exploitability of geothermal energy Collectors through solar thermal absorbers, the influence of different climate regions, the support options through buffer storage or other measures that implement availability in various development areas, the influences of Geology and building orientations, the size of the diver  factors influencing the heat production costs and the like

In der ersten Phase des Projektes sind geeignete Betreiber sowie geeignete Bebauungsgebiete zu suchen und zu fixieren. Zeitlich parallel sind die theoretischen Voraussetzungen für die unterschiedlichen Anwendungen und Techniken zu un­ tersuchen, zu selektieren und zu beschreiben. In der zwei­ ten Phase folgt der Bau diverser solarer Nahwärmestationen mit Massivabsorber-Wärmepumpen mit örtlich unterschiedli­ chen Voraussetzungen. Dem schließt sich eine genaue Erfas­ sung der benötigten Parameter und Messwerte über mindestens zwei Winterperioden an. In der dritten Phase erfolgt die Auswertung von Messergebnissen und die Zusammenfassung des Erfahrungsaustausches.Suitable operators are in the first phase of the project as well as to search for and fix suitable development areas. The theoretical requirements are parallel in time for the different applications and techniques search, select and describe. In the two The third phase is followed by the construction of various solar local heating stations with solid absorber heat pumps with locally different conditions. This is followed by an exact recording solution of the required parameters and measured values over at least two winter periods. In the third phase, the Evaluation of measurement results and the summary of the Exchange of experience.

Als potentielle Märkte stehen in erster Linie Neubaugebiete zur Debatte, aber auch die Sanierung von Altbauten.New development areas primarily stand as potential markets for debate, but also the renovation of old buildings.

Im Zuge zunehmender Bekanntheit von Solarkollektoren ist zudem ein wachsender Markt für Heizungs-Wärmepumpen zu be­ obachten. Es kann davon ausgegangen werden, dass bis zum Jahr 2000 bis zu 12 000 neue Wohneinheiten mit Wärmepumpen versorgt werden.In the course of increasing awareness of solar collectors a growing market for heating heat pumps take care. It can be assumed that by Year 2000 up to 12,000 new residential units with heat pumps be supplied.

Bei jährlich 600 000 neuen Wohneinheiten in Deutschland steht allein im Neubaubereich ein Marktpotential von etwa 60 000 Wohneinheiten im Blickfeld, wovon bereits mittelfri­ stig zwischen 20 000 und 30 000 Wohneinheiten mit dieser Technik versorgt werden könnten, gleichbedeutend mit einem Markt für etwa 400 Mio. DM. Hinzu kommen die Märkte für die Sanierung von bestehenden Gebäuden. Darüber hinaus ist in Zukunft ein wesentlich größerer Markt vorstellbar, allein in Deutschland ein etwa dreifach größerer Markt.With 600,000 new residential units in Germany every year there is a market potential of approximately in the new building sector alone 60,000 residential units in view, of which medium-early between 20,000 and 30,000 residential units with this Technology could be provided, synonymous with one Market for about 400 million DM. In addition there are the markets for the Refurbishment of existing buildings. In addition, in A much larger market imaginable in the future, alone in Germany an approximately three times larger market.

Auf dem Heizungsmarkt sind im allgemeinen kleine bzw. mitt­ lere Unternehmen tätig, die als Vorort-Installateure in je­ dem Fall in die Vorhaben eingebunden werden. Hinzu kommt die überwiegend mittelständische Struktur der Hersteller von Wärmepumpen, Massivabsorbern, Erdwärmesonden und Stati­ onsgebäuden, sowie von Herstellern von Einfamilienhäusern.The heating market is generally small or medium More active companies that work as on-site installers in each involved in the project. Come in addition  the predominantly medium-sized structure of the manufacturers of heat pumps, solid absorbers, geothermal probes and stati ons buildings, as well as from manufacturers of single-family houses.

Werden z. B. jährlich 30 000 Wohneinheiten mit dieser Tech­ nik ausgerüstet, entstehen hierfür allein für Deutschland - was schon im Jahre 2005 vorstellbar wäre - etwa 10 000 neue Arbeitsplätze. Zusätzlich wird die Umwelt stärker als mit bisherigen Heizungstechniken geschont und werden neue exportierbare Techniken entwickelt.Are z. B. annually 30,000 residential units with this tech nik equipped, are created for Germany alone - which would have been imaginable in 2005 - around 10,000 new jobs. In addition, the environment becomes stronger than with previous heating technologies and are new developed exportable techniques.

Die Umsetzungsrisiken sind überschaubar, da Hersteller der Komponenten des neuen Konzeptes am Markt bereits tätig, le­ diglich noch nicht in eine derartige Kombination eingebun­ den sind. Als Restrisiko verbleibt das Auffinden von Be­ treibern. Hier sind in erster Linie Energieversorgungsun­ ternehmen anzusprechen, die gerade in jüngster Zeit neue Dienstleistungsbereiche suchen. Damit erscheint dieses Restrisiko kalkulierbar.The implementation risks are manageable, since manufacturers of the Components of the new concept already active on the market, le diglich not yet integrated into such a combination they are. Finding Be remains as a residual risk drivers. Here are primarily energy supplies to address companies that are new in recent times Search service areas. So this appears Residual risk calculable.

In einer beispielhaften Realisierung der Erfindung umfasst das Wärmepumpen-Nahwärmesystem Wärmepumpen, ein Soleaus­ dehnungsgefäß, eine Soleumwälzpumpe, Sicherheits- und Ab­ sperrarmaturen, Wärmetauscher, Umschaltventile, Puffer­ speicher, eine Nachheizeinrichtung und eine Steuereinheit aufweisendes Stationsgebäude; dieses weist vorteilhaft zu­ sätzlich eine Leistungsregelung (weiter bevorzugt in Form einer Drehzahlregelung), einen Stromzähler, einen etwaigen Warmwasserspeicher, einen Wärmemengenzähler sowie Schacht, Schachtverteiler mit Ventilen oder Kugelhähnen und eine entsprechend notwendige komplette Wasserinstallation auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel führen vom Verteiler ausge­ hende Solesammelleitungen in das Stationsgebäude; aus dem Stationsgebäude führen dann isolierte Warmwasserleitungen zu entsprechenden Nahwärme-Übergabestationen, wie sie etwa von der Firma Meibes vorgefertigt erhältlich sind. Included in an exemplary implementation of the invention the heat pump local heating system heat pumps, a Soleaus expansion vessel, a brine roller pump, safety and Ab shut-off valves, heat exchangers, changeover valves, buffers memory, a post-heating device and a control unit showing station building; this advantageously assigns In addition, a power control (more preferably in the form a speed control), an electricity meter, any Hot water tank, a heat meter and shaft, Manifold with valves or ball valves and one the necessary complete water installation. In this embodiment, run from the distributor existing brine collecting pipes in the station building; from the Station buildings then run insulated hot water pipes to appropriate local heat transfer stations, such as prefabricated are available from Meibes.  

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind in die Fassade und/oder auf dem Dach des Stationsgebäudes Mas­ sivabsorber integriert.In a special embodiment of the invention are in the facade and / or on the roof of the Mas station building integrated sivabsorber.

Im Grundsatz sind Grundrissabmessungen eines solchen Sta­ tionsgebäudes beliebig; bei größeren Grundrißabmessungen von beispielsweise 3,00 × 3,00 m oder 3,00 × 6,00 m und darüber hinaus ist es besonders bevorzugt, innerhalb der Grundrißflächen eines Stationsgebäudes im Abstand von ca. 3 m von 5 m Erdwärmesonden als Wärmequellen vorzusehen, die auf kürzestem Wege mit einer im Stationsgebäude vorgesehe­ nen Wärmepumpe verbunden sind.The basic dimensions of such a sta any building; for larger floor plan dimensions for example 3.00 × 3.00 m or 3.00 × 6.00 m and moreover, it is particularly preferred within the Floor plan of a station building at a distance of approx. 3 m of 5 m geothermal probes as heat sources, which by the shortest route provided with one in the station building NEN heat pump are connected.

Besonders bedeutsam ist es zudem, Stationsgebäude am Ende eines Garagenhofes als Stellplatzhof vorzusehen, wobei die­ ser Hof in besonders geeigneter Weise die Fläche für die etwa durch Bohren in die Erde einzubringenden Erdwärmeson­ den anbietet.It is also particularly important to end the station building a garage yard as a parking lot yard, the This courtyard is a particularly suitable area for the about geothermal heat to be introduced into the earth by drilling that offers.

Bereits vorhandene Garagen können dann durch Garagendachab­ sorber und Garagen-Rückwand- bzw. -Seitenwandmassivabsorber vorteilhaft und unter optimaler Ausnutzung der vorhandenen Gegebenheiten ergänzt werden. Die von den Erdwärmesonden bzw. den Garagenabsorbern abgeleiteten Soleleitungen führen zum Stationsgebäude, von wo aus dann Nahwärmeleitungen zum Wärmeverbraucher in den Häusern bzw. zu Nahwärmeübergabe­ stationen in den Häusern führen. Eine weitere Ergänzung der Absorber ist durch Fassadenabsorber an den Häusern bzw. weitere Erdwärmesonden auf den Hausgrundstücken möglich.Existing garages can then be covered by a garage roof sorber and garage rear or side wall solid absorbers advantageous and with optimal use of the existing ones Conditions are supplemented. The geothermal probes or the brine lines derived from the garage absorbers to the station building, from where local heating lines to Heat consumers in the houses or for local heat transfer run stations in the houses. Another addition to the Absorber is through facade absorbers on the houses or additional geothermal probes possible on the property.

Als günstig hat es sich erwiesen, den Massivabsorber aus dem plattenartigen Betonfertigteil dem Gebäude in einer größeren Entfernung - als Wandelement oder als geschlosse­ nes bzw. offenes Zaunelement - zuzuordnen und mit dessen Wärmetauscheinrichtung durch ein Paar von Rohrsträngen zu verbinden, von denen wenigstens eines an ein erdgekoppeltes Absorberelement angeschlossen ist. Das Betonfertigteil kann entweder als ein Zaun- oder Brüstungselement, ein Teilele­ ment eines Carports oder aber ein vorgehängtes Fassadenele­ ment ausgeführt sein.It has proven to be cheap to use the solid absorber the plate-like precast concrete part of the building in one greater distance - as a wall element or as a closed one nes or open fence element - assign and with it Heat exchange device through a pair of tubing strings connect, at least one of which is grounded Absorber element is connected. The precast concrete can either as a fence or parapet element, a part  ment of a carport or a curtain wall element ment.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführung der Erfindung ist zudem in dem erfindungsgemäßen Stationsgebäude eine kom­ plette Transformatorenstation integriert. In a further preferred embodiment of the invention also a com in the station building according to the invention Complete transformer station integrated.  

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines be­ vorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur einen schematischen Längsschnitt durch eine Wohnanlage.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of a be preferred embodiment and with reference to the drawing; this shows a schematic in its single figure Longitudinal section through a residential complex.

An eine Wohnanlage 10 mit mehreren bei 12 angedeuteten Rei­ henhäusern ist eine - schlüsselfertig erstellte - Heiz­ zentrale 14 angefügt, die sich unterhalb der Rasensohle 16 des umgebenden gewachsenen Bodens erstreckt sowie einen Warmwasserspeicher 18 und eine Wärmepumpe 20 einer Nieder­ temperaturheizung mit einer Vorlauftemperatur von hier höchstens 45°C enthält.At a residential complex 10 with several henhouses indicated at 12 , a - turnkey - central heating unit 14 is attached, which extends below the turf base 16 of the surrounding grown soil and a hot water tank 18 and a heat pump 20 of a low-temperature heater with a flow temperature of at most here 45 ° C contains.

Außerhalb der Heizzentrale 14 führt ein den Vorlauf 22 der Wärmepumpe 20 fortsetzender Außenvorlauf 22 a sowie ein an den Rücklauf 24 der Wärmepumpe 20 angefügter Außenrücklauf 24 a - unter Zwischenschaltung eines Erdreichkollektors 26 - zu einem Massivabsorber 28.Outside the heating system 14, a 22 of the heat pump results in the flow 20 continues translated external lead 22 a and a of attached to the return 24 of the heat pump 20 outside rear barrel 24 a - with interposition of a soil collector 26 - to a solid absorber 28th

Der Massivabsorber 28 ist ein säulenähnliches Bauwerk, das vier von einem kreuzförmigen Grundriss aufragende Platten 30 umfasst, von denen jeweils zwei miteinander fluchten, und deren einander zugekehrte Innenkanten über der Rasen­ kante 16 zueinander in einem Abstand von beispielsweise 80 cm verlaufen. Jeder der Platten 30 weist eine sichtbare Höhe h von hier 600 cm, eine größte Breite von 140 cm sowie eine Dicke a von etwa 22 cm auf.The solid absorber 28 is a column-like structure, which comprises four upstanding from a cross-shaped plan plates 30 , two of which are aligned with each other, and the mutually facing inner edges over the lawn edge 16 to each other at a distance of, for example, 80 cm. Each of the plates 30 has a visible height h of here 600 cm, a greatest width of 140 cm and a thickness a of about 22 cm.

Der erdgekoppelte Grabenabsorber oder Erdreichkollektor 26 besteht hier aus zwei Sole- oder Endlosrohren HD-PE 32 × 3 mm, die jeweils mäanderartig verlegt sind. Nicht darge­ stellt ist, dass der Erdreichkollektor 26 nach oben hin mit einem Entlüftungsventil ausgestattet sein kann. Andere Aus­ führungen des Erdreichkollektors 26 weisen Solerohre auf, die in Schleifen oder spiralförmig verlegt sind. The earth-connected trench absorber or earth collector 26 here consists of two brine or endless pipes HD-PE 32 × 3 mm, which are each laid in a meandering manner. Not Darge is that the ground collector 26 may be equipped with a vent valve upwards. Other designs of the ground collector 26 have brine pipes which are laid in loops or spirally.

Die aus dem luftgekoppelten Massivabsorber 28 erwärmt ent­ lassene Energieträgerflüssigkeit oder Sole tritt in den erdgekoppelten Erdreichkollektor 26 ein und wird dort wei­ tergehend mit Energie beladen, bevor sie zur Wärmepumpe 20 gelangt. Nach dem Wärmeentzug drückt eine - nicht verdeut­ lichte - Soleumwälzpumpe die Wärmeträgerflüssigkeit zurück in die Rohrschlangen. Diese Soleumwälzpumpe ist so gestal­ tet, dass sie bei abgeschalteter Wärmepumpe 20 zur Regene­ ration eingeschaltet wird.The heated from the air-coupled solid absorber 28 ent energy carrier liquid or brine enters the ground-coupled earth collector 26 and is there with ongoing energy before it reaches the heat pump 20 . After the heat has been removed, a brine pump, which is not clearly shown, pushes the heat transfer fluid back into the coils. This brine circulation pump is designed in such a way that it is switched on for regeneration when the heat pump 20 is switched off.

Vor dem Warmwasserspeicher 18 - dem ein nicht dargestell­ ter Pufferspeicher zugeordnet sein kann - gelangt die Heizwärme über in den Reihenhäusern 12 verlegte Vorlauf­ rohre 32 und Rücklaufrohre 34 zu den jeweils bei 36 skiz­ zierten Heizkörpern der Niedertemperaturheizung.Before the hot water tank 18 - which can be assigned to a buffer storage, not shown - the heat comes in the row houses 12 laid supply pipes 32 and return pipes 34 to each of the 36 sketched radiators of low-temperature heating.

Claims (16)

1. Anlage zum Erzeugen und Verteilen von Wärme, insbe­ sondere Wärmepumpen-Nahwärmesystem für Wohnzwecke mit einem Gebäude (14), insbesondere einem Stationsge­ bäude, das wenigstens eine Wärmepumpe, Soleausdeh­ nungsgefäße, Soleumwälzpumpen, Sicherheits- und Ab­ sperrarmaturen, gegebenenfalls Wärmetauscher, Um­ schaltventile, Pufferspeicher, Nachheizeinrichtungen, Steuerungen enthält.1. Plant for generating and distributing heat, in particular special heat pump local heating system for residential purposes with a building ( 14 ), in particular a station building, the at least one heat pump, brine expansion vessels, brine pumps, safety and shut-off valves, possibly heat exchangers, switching valves , Buffer memory, reheating devices, controls. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Stationsgebäude isolierte Warmwasserleitungen zu wenigstens einer Nahwärme-Übergabestation geführt sind.2. Plant according to claim 1, characterized in that hot water pipes insulated from the station building led to at least one local heat transfer station are. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, dass in das Stationsgebäude oder eine Garage Massivabsorber in die Fassade und/oder auf dem Dach integriert sind.3. Plant according to claim 1 or 2, characterized net that in the station building or a garage Solid absorbers in the facade and / or on the roof are integrated. 4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass an oder in der Grundrissfläche des Stationsgebäudes im Abstand von etwa 3,00 m bis 5,00 m Erdwärmesonden als Wärmequellen angeordnet und auf kürzestem Wege mit der Wärmepumpe verbunden sind.4. Plant according to one of claims 1 to 3, characterized ge indicates that on or in the floor plan of the Station building at a distance of about 3.00 m to 5.00 m Geothermal probes arranged as heat sources and on are connected to the heat pump in the shortest possible way. 5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Soleleitungen von Erdwärmeson­ den und Garagenabsorbern zu dem Stationsgebäude ge­ legt sind, von wo aus die Nahwärmeleitungen zu Häu­ sern bzw. zu Nahwärmeübergabestationen in den Häusern geführt sind, wobei die Absorber gegebenenfalls durch Fassadenabsorber an den Häusern bzw. weiteren Erdwär­ mesonden auf dem/den Hausgrundstück/en ergänzt sind. 5. Plant according to one of claims 1 to 4, characterized ge indicates that the brine pipes from geothermal energy and garage absorbers to the station building from where the local heating pipes to Häu or to local heat transfer stations in the houses are performed, with the absorbers possibly passing through Facade absorbers on the houses or other geothermal energy mesonde on the house plot (s) are completed.   6. Anlage mit einem Bauwerk aus zumindest einem als luftgekoppelter Wärmeenergieabsorber wirkenden, ein­ gebettete Rohrschlangen oder Rohrregister für eine Energieträgerflüssigkeit enthaltenden, plattenartigen Betonfertigteil, das durch einen Vorlaufstrang und einen Rücklaufstrang an eine Wärmetauscheinrichtung eines Gebäudes angeschlossen ist, wobei ihm ein im Baugrund erdgekoppelt verlaufendes, die Energieträ­ gerflüssigkeit führendes Absorberelement zugeordnet ist.6. Plant with a structure of at least one as air-coupled heat energy absorber acting embedded pipe coils or pipe register for one Plate-like containing energy carrier liquid Prefabricated concrete part, which is connected by a lead strand and a return line to a heat exchange device is connected to a building, with an im Soil running underground, the energy absorber element associated with the liquid is. 7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Massivabsorber aus dem plattenartigen Betonfer­ tigteil dem Gebäude in einer Entfernung zugeordnet und mit dem Wärmetauscher durch zumindest ein Paar von Rohrsträngen verbunden ist, von denen wenigstens eines an das erdgekoppelte Absorberelement ange­ schlossen ist.7. Plant according to claim 6, characterized in that the solid absorber from the plate-like concrete part of the building at a distance and with the heat exchanger by at least one pair of pipe strings is connected, at least of which one attached to the earth-connected absorber element is closed. 8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, dass in das Stationsgebäude eine Trans­ formatorenstation integriert ist.8. Plant according to one of claims 1 to 7, characterized ge indicates that a trans formator station is integrated. 9. Anlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebäude (14) als Heizzentrale einer Niedertemperaturheizung (32 bis 36) von Reihenhäusern (12) vorgeordnet ist.9. Plant according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the building ( 14 ) is arranged as a heating center of a low-temperature heating ( 32 to 36 ) of row houses ( 12 ). 10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizsystem (18 bis 24) der Heizzentrale (14) an wenigstens einen luftgekoppelten Massivabsorber (28) mit zumindest einem im Rücklauf (24 a) nachgeschalte­ ten Erdabsorber (26) angefügt ist.10. Plant according to claim 9, characterized in that the heating system ( 18 to 24 ) of the heating center ( 14 ) is attached to at least one air-coupled solid absorber ( 28 ) with at least one in the return ( 24 a ) downstream earth absorber ( 26 ). 11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Fließweg der Energieträger­ flüssigkeit vom Massivabsorber (28) zum erdgekoppel­ ten Element (26) sowie von diesem zur Wärmetauschein­ richtung zwangsgeführt ist.11. Plant according to one of claims 1 to 10, characterized in that the flow path of the energy carrier liquid from the solid absorber ( 28 ) to the ground-coupled element ( 26 ) and from this to the Wärmetauschein direction is positively guided. 12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Vorlauf (22, 22 a) und Rücklauf (24, 24 a) mehrerer Massivabsorber (28) an Sammelleitungen angeschlossen sind und deren Rücklauf mit der angewärmten Energieträgerflüssigkeit in mehrere erdgekoppelte Elemente bzw. Erdabsorber (26) übergeht, die ihrerseits an eine Wärmepumpe anschließen.12. Plant according to claim 11, characterized in that the flow ( 22 , 22 a ) and return ( 24 , 24 a ) of a plurality of solid absorbers ( 28 ) are connected to manifolds and their return with the heated energy transfer fluid into a plurality of earth-coupled elements or earth absorbers ( 26 ) passes, which in turn connect to a heat pump. 13. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das erdgekoppelte Element bzw. der Erdabsorber (26) von einem Solerohr gebildet und die­ ses vorzugsweise in einer Schleife bzw. spiralförmig durch das Erdreich geführt ist.13. Plant according to one of claims 1 to 12, characterized in that the ground-coupled element or the earth absorber ( 26 ) is formed by a brine pipe and the ses is preferably guided in a loop or spiral through the soil. 14. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Erdabsorber (26) ein mäander­ artig gelegtes Solerohr aufweist.14. Plant according to one of claims 1 to 12, characterized in that the earth absorber ( 26 ) has a meandering brine pipe. 15. Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeich­ net, dass der Erdabsorber (26) von einer Kombination aus in Schleifen und mäanderartig geführten Soleroh­ ren gebildet ist.15. Plant according to claim 13 or 14, characterized in that the earth absorber ( 26 ) is formed by a combination of loops and meandering guided Soleroh ren. 16. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Absorber (26, 28) an der Rohr­ schlange wenigstens eine von außen zugängliche Ent­ lüftungseinrichtung aufweist.16. Plant according to one of claims 1 to 15, characterized in that the absorber ( 26 , 28 ) on the pipe queue has at least one externally accessible venting device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004041785A1 (en) * 2004-08-21 2006-02-23 Gast, Karl Heinz, Dipl.-Ing. (FH) Method and device for operating systems with aggregate state changing media
DE10008404B4 (en) * 2000-02-23 2019-07-11 Gerd Heinrich, Alexander Cornelius, ges. vertr. durch den Vater: Heinrich Storage of thermal solar energy by methods of heterogeneous evaporation and simultaneous optimization of the collector efficiency by incorporating a heat pump and / or collector cover in the form of a thin-film solar cell
DE102020002070A1 (en) 2020-03-31 2021-09-30 Volkhard Nobis Device and method for the caloric detection of solar radiation energy
DE102020004952A1 (en) 2020-08-14 2022-02-17 Volkhard Nobis Device and method for caloric detection of solar radiation energy

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