DE202005001570U1

DE202005001570U1 - Wärmeerzeuger

Info

Publication number: DE202005001570U1
Application number: DE200520001570
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-02-01
Filing date: 2005-02-01
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2015-02-02

Abstract

Wärmeerzeuger (1) zusammengefasst in einer außenliegenden Kompakt-Einheit, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmeübertrager – ausgebildet mit selbstzirkulierendem Kältemittel in der Sondenrohreinheit (14) – sich in einem mit Trägermedium (13) und (22) gefüllten Sondenschutzrohr (16) zur Aufnahme der Primärenergie über das Erdreich (25), eine Kondensator/Verdampfereinheit (6), sowie ein Kältemittelverdichter (9) in unmittelbarer Zusammenwirkung stehen. Ein externer Energieaustausch ist über das Trägermedium (13) und (22) der Anschlüsse (2) und (2.1) realisierbar.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeerzeuger nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein derartiger Wärmeerzeuger ist bekannt.
Solche bekannten Wärmeerzeuger haben meist den Nachteil, dass ein überdurchschnittlich großer Aufwand zur Erschließung der Primärenergie zu einem sehr unwirtschaftlichen und kostenintensivem System führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden und einen Wärmeerzeuger zu schaffen, der als kompakte Einheit zur direkten Primärenergiegewinnung mit reversiblen, externen Kühlkreislauf, sowie deren Kondensation, Verdampfung und Verdichtung im Sondenkopfteil bei Einzelanwendung zusammengefasst ist, ohne jegliche Umweltgefährdung.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches. Vorteilhafte Weiterbildung des Gegenstandes des Anspruches 1 ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche, sowie aus der Beschreibung und der Zeichnung.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Wärmeerzeuger im Schnitt durch die Erdsonde mit Sondenschutzrohr
2 einen Querschnitt durch die Erdsonde mit Sondenschutzrohr, sowie integriertem Wasserkreislauf in der Schnittebene A–A von 1
3 eine schematische Vergrößerung des Ausschnitts "B" mit Bypass des internen Wasserkreislaufs mit Rückströmverhinderung nach dem Thermosiphonprinzip.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Ein Wärmeerzeuger 1 auch „Wärmepumpe" genannt, bestehend aus Erdsonde mit Sondenschutzrohr 16 mit integriertem Wasserkreislauf und aufgebauter Kondensator/Verdampfereinheit 6, sowie einem Kältemittelverdichter 9 zur Verdichtung und Erzeugung der Heißgase, hermetisch getrennt in Primär- und Sekundärkreis durch die Kondensator/Verdampfereinheit 6.
Das verflüssigte Kältemittel auf der Primärkreisseite gelangt über die Kondensatleitung primär 4 zum Flüssigkeitsverteiler 17 und fließt an den Innenflächen der Sondenrohre 14 nach unten und verdampft über die zugeführte Wärmeenergie des Erdreichs 25 über das Trägermedium 13, sowie der extern zugeführten Energie, steigt der gasförmige Kältemitteldampf 18 im Sondenrohrraum 15 nach oben zur Kondensator/Verdampfereinheit 6, kondensiert unter Einwirkung von verdampfendem Kältemittel im Sekundärkreis, bei anschließender Verdichtung durch den Kältemittelverdichter 9 zu Heißgas. Die Rohranschlüsse 2 und 2.1 ermöglichen den Betrieb eines reversiblen, externen Wasserkreislaufs.
Bei nicht vorhandenem, externem Wärmeenergieeintrag über die Rohranschlüsse 2 und 2.1, findet eine Zirkulation nach dem Thermosiphonprinzip durch strömungsbedingtes Öffnen des Bypass 23, durch das Trägermedium 13 und 22 statt.
Wirkungsweise
Das in der Kondensator/Verdampfereinheit 6 im Technikraum außen 1.1 kondensierte und verflüssigte Kältemittel gelangt über die Kondensatleitung primär 4 zum Flüssigkeitsverteiler 17 und fließt über die Innenrohrflächen der Sondenrohre 14 nach unten, bei gleichzeitiger Verdampfung durch Wärmeenergieeintrag der Rohranschlüsse 2 und 2.1 des externen Wasserkreislaufs, sowie über das intern zirkulierende Trägermedium 13 und 22 nach dem Thermosiphonprinzip durch strömungsbedingtes Öffnen des Bypass 23, bei nicht aktivem, externem Wasserkreislauf.
Unter permanenter Einwirkung der Erdwärme, sowie durch vorhandenes Grundwasser erfolgt über das Sondenschutzrohr 16 und Wärmeträgermedium 13, ein sich einstellender Temperaturunterschied durch Verdampfen des flüssigen Kältemittels der Sondenrohreinheit 14 im Sondenrohrraum 15 und führt so zum gewünschten Primärenergieeintrag.
Die so aufgenommene Wärmeenergie wird durch die Enthalphi – Differenz des Kältemitteldampfes bestimmt und gelangt nach vollzogener Aggregatszustandsänderung und Phasenwechsel über den Sondenrohrraum 15 nach oben, zur Kondensator/Verdampfereinheit 6.
Der auf der Sekundärseite in der Kondensator/Verdampfereinheit 6 durch Kondensierung auf der Primärseite erzeugte Kältemitteldampf gelangt über das Dampfrohr sekundär 7 zum Kältemittelverdichter 9 und wird unter Zuhilfenahme elektrischer Antriebsenergie verdichtet, tritt über die Heißgasleitung sekundär 10 aus, zu einer nicht näher dargestellten wassergekühlten Kondensationseinheit, zur Erwärmung von Frischwasser und Heizungswasser in einen nicht dargestellten Technikraum innen 1.2 eines Gebäudes.
Der dabei verflüssigte Kältemitteldampf gelangt über die Flüssigkeitsleitung sekundär 8 wieder zurück zur Kondensator/Verdampfereinheit 6 und schließt damit den sekundären Kältekreislauf.
Die 1, 2 und 3 lassen die wesentlichen Merkmale der Erfindung erkennen.

1: Wärmeerzeuger
1.1: Technikraum außen
1.2: Technikraum innen (nicht dargestellt)
2: Rohranschluss extern 1
2.1: Rohranschluss extern 2
3: Sondendampfrohr primär
4: Kondensatleitung primär
5: Abdeckung
6: Kondensator/Verdampfereinheit
7: Dampfrohr sekundär
8: Flüssigkeitsleitung sekundär
9: Kältemittelverdichter
10: Heißgasleitung sekundär
11: Schutzrohrverbindung
12: Verfüllung
13: Trägermedium außen
14: Sondenrohreinheit
14.1: Sondenbegrenzungsstabilisator
15: Sondenrohrraum
16: Sondenschutzrohr
17: Kältemittel-Flüssigkeitsverteiler
17.1: Kältemittel-Flüssigkeit
18: Kältemitteldampf
19: Bohrloch
20: Sondenfußteil
21: Sondenschutzrohr-Fußteil
22: Trägermedium innen
23: Bypass
24: Sondenkopfteil
25: Erdreich
26: Belüftungsrohr
26.1: Entlüftungsrohr

Claims

Wärmeerzeuger (1) zusammengefasst in einer außenliegenden Kompakt-Einheit, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmeübertrager – ausgebildet mit selbstzirkulierendem Kältemittel in der Sondenrohreinheit (14) – sich in einem mit Trägermedium (13) und (22) gefüllten Sondenschutzrohr (16) zur Aufnahme der Primärenergie über das Erdreich (25), eine Kondensator/Verdampfereinheit (6), sowie ein Kältemittelverdichter (9) in unmittelbarer Zusammenwirkung stehen. Ein externer Energieaustausch ist über das Trägermedium (13) und (22) der Anschlüsse (2) und (2.1) realisierbar.
Wärmeerzeuger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbaulage des Wärmeerzeugers beliebig sein kann.
Wärmeerzeuger (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass alle Umwelt- und Sicherheitsaspekte gemäß Kyotoprotokoll, durch die Verwendung eines Sondenschutzrohres (16) mit dem Trägermedium (13) und (22), als Auslaufschutz von Kältemttel, erfüllt sind.
Wärmeerzeuger (1) nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sondenrohreinheit (14) des Wärmeerzeugers (1) immer demontierbar bleibt.
Wärmeerzeuger (1) nach Anspruch 1, 2, 3, und 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Vorhandensein des Sondenschutzrohres (16), auftretende Erdverwerfungen kompensiert werden können.
Wärmeerzeuger (1) nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kältemittelverdichter (9) im Technikraum außen (1.1) sich auch außerhalb befinden kann.
Wärmeerzeuger (1) nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wärmeerzeuger (1) zu einem Verbund, mit einem oder mehreren Verdichtereinheiten, zusammenfassbar sind.
Wärmeerzeuger (1) nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Vorhandensein des Bypass (23), eine sich durch das Thermosiphonprinzip ergebende Selbstzirkulation des Trägermediums (13) und (22) zu einer wesentlichen Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades führt.
Wärmeerzeuger (1) nach Anspruch 1, 2, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sondenrohreinheit (14) im direkten Kontakt mit der Verfüllung (12) zur Energieübertragung mit dem Erdreich (25) in Berührung steht.