DE202014103747U1

DE202014103747U1 - Einrichtung zur Nutzung der Wärmekapazität von Oberflächengewässern durch Schwimmkörper

Info

Publication number: DE202014103747U1
Application number: DE201420103747
Authority: DE
Original assignee: Brandenburgische Technische Universitaet Cottbus
Current assignee: Brandenburgische Technische Universitaet Cottbus
Priority date: 2014-08-13
Filing date: 2014-08-13
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2024-08-14

Abstract

Einrichtung zur Nutzung der Wärmekapazität von Oberflächengewässern durch Schwimmkörper (1), die sich in Seen, Flüssen oder Meeren befinden, dadurch gekennzeichnet, dass die unter der Wasseroberfläche befindliche Außenhülle des Schwimmkörpers (1) mit Hohlräumen versehen ist, die mindestens je einen Anschluss zur Zu- und Ableitung eines Wärmeträgermediums aufweisen und dass diese Anschlüsse mit mindestens einer Einrichtung zur Wärmenutzung oder -abgabe verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Nutzung der Wärmekapazität von Oberflächengewässern durch Schwimmkörper wie beispielsweise Pontons oder Prahme. Sie ist aber ebenso bei Schiffen und Booten mit überwiegend ebenem Boden anwendbar. Durch sie wird es möglich, die Wärmekapazität des unterhalb des Schwimmkörpers befindlichen Wasserkörpers zur Heizung oder Kühlung der auf oder in dem Schwimmkörper vorhandenen Räume zu nutzen.
In der Vergangenheit wurden bereits einige Systeme zur Nutzung des Wärmegehaltes größerer Gewässer vorgeschlagen. So ist aus der DE 10 2006 000 553 83 ein Außenbauwerksteil bekannt, das zur Senkung des Energieverbrauchs für die Heizung und Kühlung von Gebäuden, die auf oder über Gewässern oder in deren Nähe errichtet sind, beiträgt. Dazu soll die Außenhaut eines Gebäudes an dessen Außenseite ein Wärmeübertragungselement in Form von Röhren oder Platten tragen. Dieses Wärmeübertragungselement ist mit dem oberen Ende eines Wärmerohres verbunden. Das zweite Ende des Wärmerohres ist in dem unter dem Bauwerk befindlichen Wasserkörper anzuordnen.
Eine Verbesserung hierzu stellt die DE 10 2008 002 830 A1 vor. Um die Nachtelle, die durch ein für Wärmerohre übliches Wärmeträgermedium entstehen, zu vermeiden, wird ein Wärmeträgermedium durch die auf der Oberfläche des Gebäudes angeordneten Wärmeübertragungselemente geleitet. Diese Wärmeübertragungselemente sollen entsprechend der Erfindung mit einem flüssigen Wärmeträgermedium gefüllt sein, das seine Wärme dem unter dem Bauwerk befindlichen Wasserkörper entnimmt. Dabei ist im einfachsten Falle möglich, das Wasser vom Grunde des Wasserkörpers anzusaugen und durch die Wärmeübertragungselemente zu leiten.
Um Verschmutzungen oder Eisansatz im Inneren der Wärmeübertragungselemente zu vermeiden, ist es allerdings sinnvoller, wie die Erfindung ebenfalls vorschlägt, das Wärmeträgermedium durch im Wasserkörper angeordnete Wärmetauscher zu führen.
Weiterhin wurde in der DE 20 2010 017 307 U1 ein Wärmetauscher mit zumindest einem Wärmetauscherelement vorgeschlagen, das als ein, in einem Abwasser oder dergleichen Nutzflüssigkeit aufschwimmender Schwimmkörper ausgebildet ist und wenigstens eine wärmeleitende Tauschfläche mit einer daran angeordneten Wärmetauscherkammer aufweist. Die wärmeleitende Tauschfläche soll hierbei in einem von der Nutzflüssigkeit umspülten Teilbereich des Wärmetauschers angeordnet sein.
Schließlich schlägt die DE 10 2005 002 456 A1 ein Wasserfahrzeug vor, das mit einem ein Leitungssystem aufweisenden Kühlkreislauf zur Kühlung des Fahrzeugmotors oder der Motorabgase ausgerüstet ist. Dazu weist das Wasserfahrzeug an der Unterseite des Fahrzeugrumpfs einen im Wesentlichen aus Metall bestehenden Kiel auf. In diesen sind Hohlräume integriert, die als Kühlschlangen ausgebildet und in einem die Kühlwirkung begünstigenden Abstand zur Außenhaut des Kiels angeordnet sind.
Die gezeigten Lösungen haben den Nachteil, dass Teile der Anlagen aus dem Schwimmkörper in die Tiefe ragen und damit die Beweglichkeit des Schwimmkörpers nachteilig beeinflussen. Die Umgehung der Nachteile unter gleichzeitiger Nutzung der Vorteile der Wärmekapazität der Oberflächengewässer ist deshalb die Aufgabe der Erfindung.
Diese Aufgabe wird durch die Ausgestaltung einer Einrichtung zur Nutzung der Wärmekapazität von Oberflächengewässern gemäß den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Weiter sinnvolle Ausgestaltungen beschreiben die Unteransprüche.
Bei einem erfindungsgemäßer Schwimmkörper (1), der auf Seen, Flüssen oder Meeren schwimmen kann, ist die unter der Wasseroberfläche befindliche Außenhülle des Schwimmkörpers (1) mit Hohlräumen versehen, die mindestens je einen Anschluss zur Zu- und Ableitung eines Wärmeträgermediums aufweisen. Diese Anschlüsse sind mit mindestens einer Einrichtung zur Wärmenutzung oder -abgabe verbunden.
Ein derartiger Schwimmkörper (1) kann ein überwiegend quaderförmiger Ponton oder Prahm aus Stahl sein, dessen Unterseite teilweise oder vollständig doppelwandig ausgeführt ist. Ebenso können auch andere Boots- oder Schiffskörper mit einer derartigen doppelwandigen Außenhaut versehen sein. Der Zwischenraum (25) der doppelten Bodenplatte ist mit einer Wärmeträgerflüssigkeit gefüllt. Durch je einen Anschluss (21, 22) zur Zu- und Ableitung des Wärmeträgermediums in der Innenwand der doppelwandigen Bodenplatte ist dieser Zwischenraum (25) mit einer Einrichtung (3) zur Wärmenutzung oder -abgabe verbunden.
Damit kann das Wärmeträgermedium von dem umgebenden Wasser sowohl Wärme aufnehmen als auch an das umgebende Wasser Wärme abgeben.
Bei einem Schwimmkörper (1) in Form eines überwiegend quaderförmiger Pontons oder Prahms aus Stahl kann dadurch, dass die Außenwand (24) der doppelwandigen Bodenplatte (2) eine Wellen- oder Rippenstruktur aufweist, eine weitere Verbesserung des Wärmeübergangs erzielt werden.
Ebenso ist es im Sinne der Erfindung, wenn der Schwimmkörper (1) als ein Ponton oder Prahm aus Beton ausgestaltet ist. Hierbei können in dessen Untererseite Rohrleitungen so eingearbeitet sein, dass sie nach außen durch eine minimale mineralische Schicht überdeckt werden. Natürlich müssen auch diese Rohrleitungen mit einer Einrichtung (3) zur Wärmenutzung oder -abgabe verkettet sein.
Ebenso ist es aber auch möglich, dass bei einem Ponton oder Prahm aus Beton auf dessen Untererseite Kapillarrohrmatten angebracht werden, die mit einer Wärmeträgerflüssigkeit gefüllt und mit einer Einrichtung (3) zur Wärmenutzung oder -abgabe verbunden sind.
Sinnvollerweise lässt sich die Erfindung nutzen, indem auf dem Ponton oder Prahm aus Stahl ein Haus aufgesetzt wird, in dem die Einrichtung (3) zur Wärmenutzung oder -abgabe installiert ist.
Insbesondere bei geringerem Temperaturgefälle bietet es sich an, dass als Einrichtung (3) zur Wärmenutzung eine Wärmepumpe (3) verwendet wird, deren zweiter Kreislauf mit einer Heizungs- oder Klimaanlage (31) gekoppelt ist.
Hierbei können als Einrichtung zur Wärmenutzung sowohl herkömmliche Heizkörper als auch Kapillarrohrmatten eingesetzt werden. Sinnvollerweise sollten die Kapillarrohrmatten zur Raumkühlung der Aufbauten (4) des Schwimmkörpers (1) in deren Innenräumen die Wandflächen bedecken.
Indem die Anschlüsse (21, 22) zur Zu- und Ableitung eines Wärmeträgermediums in unterschiedlichen Höhen angeordnet werden, ann erreicht werden, dass die Umwälzung des Wärmeträgermediums durch Konvektion erreicht oder zumindest unterstützt wird.
Die Erfindung soll im Folgenden anhand der 1 in Form eines Ausführungsbeispiels erläutert werden. Dabei zeigt
1 einen Längsschnitt durch eine Ponton mit einem aufgesetzten Bungalow
Der Schwimmkörper 1 ist ein Ponton, der auf Seen, Flüssen oder Meeren schwimmen kann. Die unter der Wasseroberfläche befindliche Außenhülle des Schwimmkörpers 1 ist mit Hohlräumen versehen, die je einen Anschluss 21 und 22 zur Zu- und Ableitung eines Wärmeträgermediums aufweisen. Diese Anschlüsse sind mit einer Wärmepumpe 3 verbunden.
Damit kann das Wärmeträgermedium von dem umgebenden Wasser sowohl Wärme aufnehmen als auch an das umgebende Wasser Wärme abgeben.
Sinnvollerweise lässt sich die Erfindung nutzen, wenn auf dem Ponton oder Prahm aus Stahl ein Haus aufgesetzt ist, in dem die Einrichtung 3 zur Wärmenutzung oder -abgabe installiert ist.
Der zweite Kreislauf der Wärmepumpe 3 ist mit einer Heizungsanlage 31 in Form herkömmlicher Heizkörper gekoppelt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 200600055383 [0002]
DE 102008002830 A1 [0003]
DE 202010017307 U1 [0005]
DE 102005002456 A1 [0006]

Claims

Einrichtung zur Nutzung der Wärmekapazität von Oberflächengewässern durch Schwimmkörper (1), die sich in Seen, Flüssen oder Meeren befinden, dadurch gekennzeichnet, dass die unter der Wasseroberfläche befindliche Außenhülle des Schwimmkörpers (1) mit Hohlräumen versehen ist, die mindestens je einen Anschluss zur Zu- und Ableitung eines Wärmeträgermediums aufweisen und dass diese Anschlüsse mit mindestens einer Einrichtung zur Wärmenutzung oder -abgabe verbunden sind.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkörper (1) ein überwiegend quaderförmiger Ponton oder Prahm aus Stahl ist, dessen Untererseite teilweise oder vollständig doppelwandig ausgeführt ist, bei dem der Zwischenraum der doppelten Bodenplatte mit einer Wärmeträgerflüssigkeit gefüllt ist und bei dem die Innenwand der doppelwandigen Bodenplatte je einen Anschluss (21, 22) zur Zu- und Ableitung eines Wärmeträgermediums aufweist, die mit einer Einrichtung (3) zur Wärmenutzung oder -abgabe verbunden sind.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkörper (1) ein überwiegend quaderförmiger Ponton oder Prahm aus Stahl ist, bei dem die Außenwand (24) der doppelwandigen Bodenplatte (2) eine Wellen- oder Rippenstruktur aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkörper (1) ein überwiegend quaderförmiger Ponton oder Prahm aus Beton ist, in dessen Untererseite Rohrleitungen so eingearbeitet sind, dass sie nach außen von einer minimalen mineralischen Schicht überdeckt werden und dass diese mit einer Einrichtung (3) zur Wärmenutzung oder -abgabe verkettet sind.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkörper (1) ein überwiegend quaderförmiger Ponton oder Prahm aus Beton ist, auf dessen Untererseite Kapillarrohrmatten befestigt sind, die mit einer Wärmeträgerflüssigkeit gefüllt sind und die mit einer Einrichtung (3) zur Wärmenutzung oder -abgabe verbunden sind.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Ponton oder Prahm aus Stahl ein Haus aufgesetzt ist, in dem die Einrichtung (3) zur Wärmenutzung oder -abgabe installiert ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (3) zur Wärmenutzung eine Wärmepumpe (3) ist, deren zweiter Kreislauf mit einer Heizungs- oder Klimaanlage (31) gekoppelt ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Wärmenutzung eine Kapillarrohrmatte ist, die zur Raumkühlung der Aufbauten (4) des Schwimmkörpers (1) in deren Innenräumen die Wände bedecken.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (21, 22) zur Zu- und Ableitung eines Wärmeträgermediums in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind. so dass der