DE202012104170U1

DE202012104170U1 - Wärmepumpeneinsatz an künstlichen Wasserstauwerken

Info

Publication number: DE202012104170U1
Application number: DE202012104170U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: PETRASCH, KLAUS, DE
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2013-09-10
Anticipated expiration: 2022-10-31

Abstract

Wärmepumpeneinsatz an künstlichen Wasserstauwerken mit mindestens einem Wasserwirbelbecken mit integrierter Turbine, dadurch gekennzeichnet, dass eine an sich bekannte Wärmepumpe, mit den Einzelgeräten Verdampfer (1), Verdichter (2), Kondensator (3) und Drossel (4) und der Verdampfer (1) mit dem Wasserwirbelbecken (5) als Energiereservoir direkt verbunden ist bzw. Bestandteil des Wasserwirbelbeckens (5) ist.

Description

Wärmepumpeeinsatz an künstlichen Wasserstauwerken insbesondere an Wasserwirbelbecken mit integrierter Turbine.
Eine Anlage für den Transport und Aufbereitung von Wärme für Heizzwecke mittels Wärmepumpe aus fließenden oder stehenden Gewässern wird schon in der DE 3147079 A1 beschrieben. Das Wasser für den Wärmeentzug wird durch eine Leitung von der Entnahmestelle zur Wärmepumpe nur hintransportiert und nach dem Wärmeentzug an eine andere Stelle transportiert.
Die DE 10 2005 028 300 B4 beschreibt eine Wärmepumpenanlage auf einem Wasserkraftwerk, wobei Kollektorrohre eines Gitterkollektors einer Wärmepumpenanlage in Kombination mit stabilen, schützenden und verstärkenden Gitterstäben angebracht werden, indem ein vom Wasser durchflossener, ortsfester Kraftwerksrechen bzw. zusätzliche weitere Kraftwerksrechen, die im Bereich zwischen dem eigentlichen Kraftwerksrechen und dem Turbinenbereich des Wasserkraftwerks angebracht oder dem eigentlichen Kraftwerksrechen vorausgesetzt werden, auf der Kraftwerksseite derart mit Kollektorrohren aus sehr gut wärmeleitendem Material verstärkt werden, dass sie gleichzeitig als Kollektor für eine Wärmepumpenanlage dienen können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, künstliche Wasserstauwerke, insbesondere Wasserwirbelbecken von fischfreundlichen Wehren als Energiereservoir mittels einer Wärmepumpe zu nutzen, wobei die besondere Bauweise des Wasserwirbelbeckens für eine effektive Wärmegewinnung genutzt werden soll.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Zusätzlich kann durch die direkte Kopplung eines Scroll-Verdichters mit der Turbine des Wasserwirbelbeckens ein zusätzlicher Energiegewinnungseffekt erzielt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 dargestellt.
Durch die direkte Kopplung des Scroll-Verdichters direkt mit der Turbine wird keine zusätzliche Antriebsenergie für den Verdichter benötigt.
Bei der Weiterbildung nach Anspruch 3 wird die elektrische Antriebsenergie für den Scroll-Verdichter vom an der Turbine angeordneten Generator zur Verfügung gestellt.
Indem der Verdichter nach den Ansprüchen 4 und 5 auf nahezu allen zur Verfügung stehenden vom Wasser umspülten Flächen des Wasserwirbelbeckens angeordnet ist, wird eine hohe Effizienz der Wärmepumpenanordnung erreicht, da die Oberfläche des Verdampfers maximal ausgedehnt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt den Prinzipaufbau der Kombination Wärmepumpeneinheit mit dem Wasserwirbelbecken. Die dargestellte Turbine ist in der Praxis im Wasserwirbelbecken angeordnet.
Wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist, wird eine bekannte Wärmepumpe mit den Einzelgeräten Verdampfer 1, Verdichter 2, Kondensator 3 und Drossel 4 verwendet. Der Verdampfer 1 ist direkt mit dem Wasserwirbelbecken 5 als Energiereservoir verbunden bzw. ist Bestandteil des Wasserwirbelbeckens 5. Ebenso ist die Turbine 6 im Wasserwirbelbecken 5 angeordnet. Die Turbine 6 wird vom durch das Wasserwirbelbecken 5 fließenden Wasser angetrieben. Diese Wasserkraft 8 treibt die Turbine 6 und einen daran mechanisch verbundenen elektrischen Generator, in der Zeichnung nicht dargestellt, an. Der Verdampfer 1 ist vorzugsweise direkt im Wasserwirbelbecken 5 integriert und entnimmt hier die Umweltwärme 9 aus dem Wasser. Der Kondensator 3 gibt die erzeugte Wärme als Heizungswärme 10 an eine Hausheizungsanlage 7 ab.
Der Verdichter 2 ist vorzugsweise ein Scroll-Verdichter 2. Der Scroll-Verdichter 2 ist vorteilhaft direkt mit der Turbine 6 mechanisch gekoppelt und treibt somit den Scroll-Verdichter 2 an.
Es ist jedoch auch denkbar, dass ein an der Turbine 6 mechanisch gekoppelter Generator als elektrischer Energielieferant für den Scroll-Verdichter 2 dient.
Der Verdampfer 1 ist als ein nicht dargestelltes Ausführungsbeispiel umlaufend oder mäanderförmig in bzw. auf der Wandung und dem Boden des Wasserwirbelbeckens 5 angeordnet. Zusätzlich sind weitere Verdampfer 1 im Auslaufbereich und im Einlaufbereich des Wasserwirbelbeckens 5 vorgesehen, welche zusätzlich einsatzbar sind, sofern der Verdampfer 1 im Wasserwirbelbecken 5 aufgrund von Witterungsbedingungen nicht ausreichend ist. Eine individuelle Zusammenschaltung der Verdampfer 1, unterteilt in verschiedene Verdampfermodule 1 oder Verdampferbereiche 1 ist entsprechend der Witterungsbedingungen vorgesehen.
Bezugszeichenliste

1: Verdampfer
2: Verdichter
3: Kondensator
4: Drossel
5: Wasserwirbelbecken
6: Turbine
7: Hausheizungsanlage
8: Wasserkraft
9: Umweltwärme
10: Heizungswärme

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3147079 A1 [0002]
DE 102005028300 B4 [0003]

Claims

Wärmepumpeneinsatz an künstlichen Wasserstauwerken mit mindestens einem Wasserwirbelbecken mit integrierter Turbine, dadurch gekennzeichnet, dass eine an sich bekannte Wärmepumpe, mit den Einzelgeräten Verdampfer (1), Verdichter (2), Kondensator (3) und Drossel (4) und der Verdampfer (1) mit dem Wasserwirbelbecken (5) als Energiereservoir direkt verbunden ist bzw. Bestandteil des Wasserwirbelbeckens (5) ist.
Wärmepumpeneinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (2) als Scroll-Verdichter (2) ausgebildet ist und der Scroll-Verdichter (2) direkt mit der Turbine (6) mechanisch gekoppelt ist.
Wärmepumpeneinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein an der Turbine (6) mechanisch gekoppelter Elektrogenerator als elektrischer Energielieferant für den Scroll-Verdichter (2) dient.
Wärmepumpeneinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass der Verdampfer (1) auf, in und/oder hinter der Wandung und/oder unter, im und/oder auf dem Boden des Wasserwirbelbeckens (5) angeordnet ist.
Wärmepumpeneinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass der Verdampfer (1) im Einlaufbereich und/oder im Auslaufbereich des Wasserwirbelbeckens (5) angeordnet ist.
Wärmepumpeneinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass der Verdampfer (1) aus ein, zwei oder mehr Verdampfermodulen (1) oder Verdampferbereichen (1) aufgebaut ist, wobei die Verdampfermodule (1) oder Verdampferbereiche (1) individiuell zusammenschaltbar sind.